JP2009011072A - Drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被駆動体を駆動する駆動機構を備えた駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device provided with a drive mechanism for driving a driven body.
従来、電気機械変換素子(圧電素子)を用いて被駆動体を駆動するための駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動に用いられる。 Conventionally, a driving device for driving a driven body using an electromechanical conversion element (piezoelectric element) has been proposed. Such a driving device is used for driving a lens in an optical device such as a photographing lens of a camera.
従来の駆動装置に関して、例えば特許文献1には、一対の励振部(圧電素子)と被駆動体に当接する接触部を有する振動体を備え、振動体が、一対の励振部に交互に繰り返し電圧を印加することにより屈曲変位し、この屈曲変位により接触部を介して被駆動体を駆動する駆動装置が開示されている。引用文献1に開示された駆動装置では、接触部は、被駆動体と安定的に摩擦接触するように、その形状が略半円形状になっている。
しかしながら、特許文献1に開示された従来の駆動装置では、振動体が被駆動体に対し傾斜して取り付けられたとき、その傾斜により、振動体の接触部が被駆動体を押す力が変化してしまう。このため、従来の駆動装置では、被駆動体を安定的に駆動することができないという問題が生じる。
However, in the conventional driving device disclosed in
従来の駆動装置に関する上記問題を、図15及び図16に基づいて、具体的に説明する。図15は、従来の駆動装置の問題を説明するための説明図であり、振動体が被駆動体に対し理想的に取り付けられた状態を示す。図16は、従来の駆動装置の問題を説明するための説明図であり、振動体が被駆動体に対し傾斜して取り付けられた状態を示す。 The above-described problem relating to the conventional drive device will be specifically described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a problem of a conventional driving device, and shows a state in which a vibrating body is ideally attached to a driven body. FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a problem of a conventional drive device, and shows a state in which a vibrating body is attached to be inclined with respect to a driven body.
図15に示されるように、振動体21が鏡筒(被駆動体)4の駆動方向に対し理想的に取り付けられている場合、摩擦部材(接触部)3は、振動体21の屈曲変位により破線で示される軌跡を描いて駆動し、鏡筒4と接触する。つまり、摩擦部材3の駆動軌跡は、鏡筒4における摩擦部材3の接触箇所4aを通過し、摩擦部材3との当接面に対し垂直な垂線L0に対し対称になる。そして、この摩擦部材3の接触により、鏡筒4には、実線で示される摩擦部材3との当接面に沿った方向に同じ力が作用する。これにより、鏡筒4は、図15に示されるA側及びB側との両方向に同じ変位で駆動することになる。
As shown in FIG. 15, when the vibrating
一方、図16に示されるように、振動体21が鏡筒4の駆動方向に対し傾斜して取り付けられている場合、摩擦部材3は、振動体21の屈曲変位により破線で示される軌跡を描いて駆動し、鏡筒4と接触する。つまり、摩擦部材3の駆動軌跡は、垂線L0に対し非対称になる。そして、摩擦部材3の接触により、鏡筒4には、実線で示される摩擦部材3との当接面と交差する方向に力が作用する。それゆえ、鏡筒4をA側の方向に駆動させる場合、摩擦部材3は、鏡筒4を押付ながら駆動されることになる。一方、鏡筒4をB側の方向に駆動させる場合、摩擦部材3は、鏡筒4から離れるようにして駆動されることになる。このため、図16に示された駆動装置では、鏡筒4をA側の方向に駆動させる場合と鏡筒4をB側の方向に駆動させる場合とで、摩擦部材3と鏡筒4との接触状態が大きく異なってしまう。
On the other hand, as shown in FIG. 16, when the vibrating
従って、図16に示されるように、振動体21が鏡筒4に対し傾斜して取り付けられていると、摩擦部材3と鏡筒4との接触状態が鏡筒4を駆動させる方向によって変化してしまい、鏡筒4が安定的に駆動しなくなる。
Therefore, as shown in FIG. 16, when the vibrating
そこで、鏡筒4を安定的に駆動するためには、駆動装置の組立時に振動体21の位置を鏡筒4の駆動方向に対し略平行になるように調整する必要がある。それゆえ、従来の駆動装置では、この振動体21の位置調整の分だけ駆動装置の組立工数が余分に増加してしまい、駆動装置のコスト増につながる。
Therefore, in order to drive the
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、鏡筒に対する振動体の位置調整が容易であるとともに、鏡筒に対して振動体が傾いて取り付けられても、鏡筒を安定的に駆動させることが可能な駆動装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to easily adjust the position of the vibrating body with respect to the lens barrel, and even if the vibrating body is tilted and attached to the lens barrel, An object of the present invention is to realize a driving apparatus capable of stably driving a lens barrel.
本発明に係る駆動装置は、上記の課題を解決するために、円弧状に振動する振動体と、上記振動体を振動させる駆動源とを備え、上記振動体は、被駆動体と接触可能な接触部を有し、上記接触部が、上記振動体の円弧状の振動に伴い、円弧状軌跡を描いて被駆動体を駆動するようになっている駆動装置であって、
上記接触部は、円形状を有し、該円形状の曲率半径をrとし、接触部の上記円弧状軌跡の半径を駆動半径Dとしたとき、曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たすことを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a drive device according to the present invention includes a vibrating body that vibrates in an arc shape and a drive source that vibrates the vibrating body, and the vibrating body can contact the driven body. A driving device having a contact portion, wherein the contact portion is configured to drive a driven body while drawing an arc-shaped trajectory with the arc-shaped vibration of the vibrating body;
The contact portion has a circular shape, and when the radius of curvature of the circular shape is r and the radius of the arc-shaped locus of the contact portion is a drive radius D, the curvature radius r and the drive radius D satisfy the following conditions: 0.5 ≦ r / D ≦ 1.5
It is characterized by satisfying.
本発明に係る駆動装置は、円弧状に振動する振動体と、上記振動体を振動させる駆動源とを備え、上記振動体は、被駆動体と接触可能な接触部を有し、上記接触部が、上記振動体の円弧状の振動に伴い、円弧状軌跡を描いて被駆動体を駆動するようになっている。 The drive device according to the present invention includes a vibrating body that vibrates in an arc shape and a drive source that vibrates the vibrating body, and the vibrating body includes a contact portion that can contact the driven body, and the contact portion However, along with the arc-shaped vibration of the vibrating body, the driven body is driven by drawing an arc-shaped locus.
このような駆動装置においては、振動体が被駆動体に対し傾斜して取り付けられた場合、接触部と被駆動体との接触状態が被駆動体を駆動させる方向によって変化してしまい、被駆動体が安定的に駆動しなくなるという問題がある。 In such a driving apparatus, when the vibrating body is attached to the driven body at an inclination, the contact state between the contact portion and the driven body changes depending on the direction in which the driven body is driven, and the driven body is driven. There is a problem that the body cannot be driven stably.
そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、接触部の形状を円形状とし、この円形状の曲率半径rと、接触部の円弧状軌跡の半径(駆動半径)Dとの比を0.5≦r/D≦1.5の範囲内に定めることで、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体の安定的駆動を実現できることを見出した。 Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors have made the shape of the contact portion circular, and the ratio of the radius of curvature r of this circular shape to the radius (drive radius) D of the arcuate locus of the contact portion is set to 0. It has been found that by setting within the range of 5 ≦ r / D ≦ 1.5, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body can be minimized and stable driving of the driven body can be realized.
従って、本発明に係る駆動装置によれば、曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たす構成とすることにより、被駆動体に対して振動体が0.4°傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。
Therefore, according to the driving device of the present invention, the curvature radius r and the driving radius D satisfy the following condition 0.5 ≦ r / D ≦ 1.5.
By satisfying the configuration, even if the vibrating body is mounted at an angle of 0.4 ° with respect to the driven body, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body is minimized and the driven body is stabilized. Can be driven automatically.
本発明に係る駆動装置では、上記曲率半径rと上記駆動半径Dとが、下記条件
0.9≦r/D≦1.1
を満たすことが好ましい。
In the driving apparatus according to the present invention, the curvature radius r and the driving radius D satisfy the following condition 0.9 ≦ r / D ≦ 1.1.
It is preferable to satisfy.
上記の構成により、被駆動体に対して振動体が2.5°傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。 With the above configuration, even if the vibrating body is mounted at an angle of 2.5 ° with respect to the driven body, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body is minimized and the driven body is driven stably. It becomes possible to make it.
本発明に係る駆動装置では、上記曲率半径rと上記駆動半径Dとが、下記条件
r=D
を満たすことが好ましい。
In the driving apparatus according to the present invention, the radius of curvature r and the driving radius D satisfy the following condition: r = D
It is preferable to satisfy.
上記の構成により、被駆動体に対して振動体がどのような角度で傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。 With the above configuration, no matter what angle the vibrating body is attached to the driven body, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body is minimized, and the driven body is stably It becomes possible to drive.
本発明に係る駆動装置では、上記接触部は、被駆動体と摩擦係合する摩擦部材で構成されていることが好ましい。 In the drive device according to the present invention, it is preferable that the contact portion is constituted by a friction member that frictionally engages the driven body.
上記の構成によれば、接触部は、被駆動体と摩擦係合する摩擦部材で構成されているので、被駆動体との摩擦係数が被駆動体駆動に最適になるように該摩擦部材の材料を選択することで、被駆動体の駆動を安定的にすることが可能になる。 According to the above configuration, the contact portion is configured by the friction member that frictionally engages with the driven body. Therefore, the friction member has a friction coefficient that is optimal for driving the driven body. By selecting the material, the driven body can be driven stably.
本発明に係る駆動装置では、上記振動体は、上記駆動源により振動する振動基材と、上記摩擦部材とからなり、上記摩擦部材は、球または円柱形状を有し、上記振動基材に接着されていることが好ましい。 In the drive device according to the present invention, the vibrating body includes a vibration base material that vibrates by the drive source and the friction member, and the friction member has a spherical or cylindrical shape and is bonded to the vibration base material. It is preferable that
上記の構成によれば、摩擦部材は、振動基材に接着され、その形状が球または円柱形状になっているので、曲率半径rと駆動半径Dとの比r/D=0.5になる。それゆえ、被駆動体に対して振動体が0.4°傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。 According to the above configuration, the friction member is bonded to the vibration base material, and the shape thereof is a sphere or a columnar shape, so the ratio r / D = 0.5 between the curvature radius r and the drive radius D is obtained. . Therefore, even if the vibrating body is mounted with an inclination of 0.4 ° with respect to the driven body, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body is minimized and the driven body is driven stably. Is possible.
本発明に係る駆動装置では、上記振動基材には、上記摩擦部材を収容可能な窪み部が形成されていることが好ましい。 In the drive device according to the present invention, it is preferable that the vibration base material is formed with a recess capable of accommodating the friction member.
上記の構成によれば、摩擦部材は、振動基材の窪み部に収納・接着され、その形状が球または円柱形状になっているので、曲率半径rと駆動半径Dとの比r/Dを0.5以上設定することができる。それゆえ、被駆動体に対して振動体が0.4°以上傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。 According to the above configuration, the friction member is housed and bonded to the hollow portion of the vibration base material, and the shape thereof is a sphere or a columnar shape. Therefore, the ratio r / D between the curvature radius r and the drive radius D is set to It can be set to 0.5 or more. Therefore, even if the vibrating body is attached with an inclination of 0.4 ° or more with respect to the driven body, the positional change amount of the side surface during driving of the driven body is minimized, and the driven body is driven stably. It becomes possible.
本発明に係る駆動装置は、以上のように、上記接触部は、円形状を有し、該円形状の曲率半径をrとし、接触部の上記円弧状軌跡の半径を駆動半径Dとしたとき、曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たす構成である。
In the drive device according to the present invention, as described above, the contact portion has a circular shape, the radius of curvature of the circular shape is r, and the radius of the arc-shaped locus of the contact portion is the drive radius D. The radius of curvature r and the driving radius D satisfy the following conditions: 0.5 ≦ r / D ≦ 1.5
It is the composition which satisfies.
それゆえ、被駆動体に対して振動体が傾いて取り付けられても、被駆動体駆動中の側面の位置変化量を最小限に抑え、被駆動体を安定的に駆動させることが可能になる。 Therefore, even if the vibrating body is inclined with respect to the driven body, the amount of change in the position of the side surface during driving of the driven body can be minimized and the driven body can be driven stably. .
〔第1の実施の形態〕
本発明は、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動に用いる駆動装置に関するものである。
[First Embodiment]
The present invention relates to a driving device used for driving a lens in an optical device such as a photographing lens of a camera, for example.
本発明の一実施形態について、図1ないし図3に基づいて説明すると以下の通りである。図1は、本実施形態の駆動装置(以下、本駆動装置と記す)の構成を示す斜視図である。なお、図1に示される駆動装置は、小型カメラモジュールのフォーカス調整機構に適用した最適の実施形態を示す。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a driving device (hereinafter referred to as the present driving device) of the present embodiment. The driving device shown in FIG. 1 shows an optimal embodiment applied to a focus adjustment mechanism of a small camera module.
まず、図1に示されているように、本駆動装置は、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材(振動基材,振動体)2、摩擦部材(振動体,接触部)3、鏡筒(被駆動体)4、ガイド軸5、カメラモジュール筐体6、及び駆動回路(制御手段)7A・7Bを備えている。
First, as shown in FIG. 1, the driving device includes a bending
本駆動装置では、弾性部材2が、屈曲変位部材1Aと屈曲変位部材1Bとの間を連結している。そして、弾性部材2には、鏡筒4と摩擦係合する摩擦部材3が連結されている。
In the present drive device, the
なお、「駆動方向変換部材(振動体)」とは、弾性部材2と摩擦部材3とからなる部材のことをいう。本駆動装置では、弾性部材2と摩擦部材3とが別々の部材として示されている。しかしながら、本発明において、駆動方向変換部材は、弾性部材2と摩擦部材3とが別々の部材となった構成に限定されない。
The “drive direction changing member (vibrating body)” refers to a member composed of the
屈曲変位部材1A・1Bは、2つの圧電材料層22X・22Yがシム材を挟んで圧着された3層構造になった、バイモルフ構造の圧電素子である。そして、図1に示されるように、屈曲変位部材1A・1Bの一方の端部(本実施形態ではシム材の延長)が、カメラモジュール筐体6に接着やはめ込み等により固定されている。そして、他方の端部が、弾性部材2に連結されている。
The bending
弾性部材2は、金属または樹脂といった、比較的弾性率が低い材料で構成されている。また、本駆動装置では、摩擦部材3が鏡筒4と接触(摩擦係合)することで、鏡筒4が光軸方向に移動するようになっている。それゆえ、摩擦部材3の材料としては、金属、樹脂、カーボン等が挙げられ、鏡筒4との所望の摩擦係数により選択される。
The
また、本駆動装置には、鏡筒4の光軸方向移動をガイドするガイド軸5が設けられている。そして、鏡筒4には、ガイド軸5が挿通する穴部が設けられている。ガイド軸5は、光軸方向に延びた棒状体であり、カメラモジュール筐体6の底部(あるいは天井部)に固定されている。また、ガイド軸5は、摩擦部材3と鏡筒4とが接触(摩擦係合)する位置に鏡筒4が位置するように支持する役割がある。本駆動装置では、摩擦部材3と鏡筒4との摩擦係合により、鏡筒4がガイド軸5に沿って、光軸方向に移動するようになっている。なお、本駆動装置において、鏡筒4は、ガイド軸5を挿通する穴部と一体的に形成されるものに限定されない。穴部を含む穴部材が別途鏡筒に接着された構成であってもよい。また、鏡筒4は、摩擦部材3との摩擦係合部分に、所望の摩擦係数を得るための摩擦調節部材が連結された(あるいは貼り付けられた)構成であってもよい。すなわち、ここでは、上記の穴部材、または摩擦調節部材を備えた構成も含めて、鏡筒と称する。
Further, the drive device is provided with a
屈曲変位部材1A・1Bはそれぞれ、駆動回路7A・7Bに接続されている。駆動回路7Aは、屈曲変位部材1Aに対し電圧等を印加することにより、屈曲変位部材1Aの屈曲変位を励起する。駆動回路7Bは、屈曲変位部材1Bに対し電圧等を印加することにより、屈曲変位部材1Bの屈曲変位を励起する。駆動回路7A・7Bは、上位の制御回路(図示せず)により制御されており、後述する駆動波形に応じた電圧を屈曲変位部材1A・1Bへ出力する。なお、「制御手段」とは、駆動回路7A・7Bとその上位の制御回路とを備えたもののことをいう。
The bending
なお、制御手段による屈曲変位部材1A・1Bの屈曲変位の電気的制御は、電圧による制御に限定されない。例えば、屈曲変位部材1A・1Bとして、バイメタルや形状記憶合金を使用し、熱により屈曲変位を励起する場合、屈曲変位部材1A・1Bの屈曲変位の電気的制御は、電流の増減による制御になる。この場合、屈曲変位部材1A・1Bに流す電流の増減により屈曲変位部材1A・1Bの一部が発生する熱を制御して屈曲変位部材1A・1Bの温度を制御することになる。あるいは、ニクロム線やカンタル線等の発熱線等で構成された電流を流すことで熱を発生する熱発生手段を屈曲変位部材1A・1Bに近接して設け、熱発生手段に流す電流の増減により熱発生手段が発生する熱を制御して屈曲変位部材1A・1Bの温度を制御することになる。また、例えば、屈曲変位部材1A・1Bとして磁歪素子を使用し、磁界により屈曲変位を励起する場合、電磁石など電流を流すことで磁界を発生する磁界発生手段を設けて、その電流の増減を制御して屈曲変位部材1A・1Bに加える磁界を制御することになる。
Note that the electrical control of the bending displacement of the bending
また、図1には示されていないが、鏡筒4にはレンズ等の光学部品がはめ込まれており、鏡筒4の底部には、CCD等の撮像素子が配置されている。
Although not shown in FIG. 1, an optical component such as a lens is fitted in the
本駆動装置では、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、及び摩擦部材3から構成された駆動機構により、鏡筒4がガイド軸5に沿って駆動されるようになっている。これにより、鏡筒4にはめ込まれた光学部品が光軸方向に駆動され、焦点調整が行われる。なお、本実施形態では、鏡筒4が移動する被駆動体移動方向は、光軸方向と同義語として扱う。また、本明細書では、鏡筒4にはめ込まれた光学部品が物体を結像する方向(鏡筒4と物体とを結ぶ直線の方向)を「光軸方向」とする。
In the present driving device, the
次に、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材1A・1Bについて、説明する。屈曲変位部材1A・1Bの一例としては、例えば図2(a)・(b)に示されるバイモルフ構造の圧電素子が挙げられる。図2は、バイモルフ構造の圧電素子の構成を示し、図2(a)は側面図であり、図2(b)は、圧電素子の屈曲変位の様子を示す図である。
Next, the bending
図2(a)・(b)に示される圧電素子は、一般的にセラミックス等からなる2つの圧電材料層22X・22Yと、金属からなるシム材(振動板)21とを備え、2つの圧電材料層22X・22Yがシム材21を挟んで圧着された3層構造になっている。そして、2つの電極20X・20Yが、この3層構造を挟んでいる。この2つの電極20X・20Yは、図示しない制御手段に接続されている。そして、シム材21の一端が固定支持されている(図2(a)・(b)において黒三角印で示された「固定点」)。なお、図2(a)・(b)では、圧電材料層22X・22Yと、及びシム材21からなる3層構造の積層方向を厚み方向としている。さらに、厚み方向において、圧電材料層22X側をX側とし、圧電材料層22Y側をY側としている。
The piezoelectric element shown in FIGS. 2A and 2B includes two
図2(a)・(b)に示す圧電素子では、制御手段から電極20X・20Yへ電圧が印加されると、圧電素子が厚み方向に屈曲変位するようになっている。
In the piezoelectric elements shown in FIGS. 2A and 2B, when a voltage is applied from the control means to the
例えば、圧電材料層22Xは、電極20Xとシム材21との間の電圧が正になった場合に縮小し、電極20Xとシム材21との間の電圧が負になった場合に伸長するように分極されている。また、圧電材料層22Yは、電極20Yとシム材21との間の電圧が正になった場合に伸長し、電極20Yとシム材21との間に電圧が負になった場合に縮小するように分極されている。
For example, the
上記のように分極された圧電材料層22X・22Yに対し、制御手段が電圧を印加した場合について説明する。図2(c)に示すように、制御手段は、電極20X・20Yとシム材21との間(図2(c)中のア−イ間)に、正の電圧を印加するようになっている。そして、シム材21における黒三角印で示した部分が固定されている。この場合、同図に示すように、圧電素子は、厚み方向X側に屈曲変位する。一方、図示していないが、制御手段がア−イ間に負の電圧を印加すると、圧電素子は、厚み方向Y側に屈曲変位する。
A case where the control means applies a voltage to the
このように、図2(a)・(b)に示された圧電素子は、制御手段による電圧印加により屈曲変位するようになっている。なお、本発明の駆動装置における屈曲変位部材は、図2(a)・(b)に示された圧電素子に限定されず、電気的制御により屈曲変位を制御することが可能な構造を有する部材であればよい。例えば、屈曲変位部材としては、1つの圧電材料層とシム材とで構成されたモノモルフ構造の圧電素子が挙げられる。モノモルフ構造の圧電素子は、バイモルフ構造の圧電素子と同様の動作概念で、電気的制御による屈曲変位が可能である。 As described above, the piezoelectric element shown in FIGS. 2A and 2B is bent and displaced by voltage application by the control means. The bending displacement member in the driving device of the present invention is not limited to the piezoelectric element shown in FIGS. 2A and 2B, and has a structure capable of controlling the bending displacement by electrical control. If it is. For example, as the bending displacement member, a monomorph structure piezoelectric element composed of one piezoelectric material layer and a shim material can be cited. The monomorph structure piezoelectric element can be flexibly displaced by electrical control with the same operation concept as the bimorph structure piezoelectric element.
本発明の駆動装置における屈曲変位部材は、以上のように、電圧の印加等の電気的制御により屈曲変位する部材を指しており、その構造はもちろん、厚み、長さ、幅などの寸法や形状に限定をうけるものではない。 As described above, the bending displacement member in the drive device of the present invention refers to a member that is bent and displaced by electrical control such as application of voltage, and of course, its structure and dimensions and shape such as thickness, length, and width. Is not limited to.
以下、説明を簡単にするために、電気的制御により屈曲変位が励起される屈曲変位部材を単に「屈曲変位部材」と称することにする。 Hereinafter, in order to simplify the description, a bending displacement member whose bending displacement is excited by electrical control is simply referred to as a “bending displacement member”.
また、本明細書では、屈曲変位部材が駆動装置内に配置されているとき、被駆動体の移動方向を被駆動体移動方向あるいは(屈曲変位部材の)幅方向と呼び、屈曲変位部材が屈曲する方向を屈曲方向あるいは(屈曲変位部材の)厚み方向とよび、被駆動体移動方向(幅方向)に直交しかつ屈曲方向(厚み方向)に直交する方向を(屈曲変位部材の)長さ方向と呼ぶ。これは、屈曲変位部材の寸法や屈曲変位部材の固定部の位置に影響されるものではない。 Further, in this specification, when the bending displacement member is disposed in the driving device, the moving direction of the driven body is referred to as the driven body moving direction or the width direction (of the bending displacement member), and the bending displacement member is bent. Direction to be bent is referred to as a bending direction or a thickness direction (of the bending displacement member), and a direction perpendicular to the driven body movement direction (the width direction) and orthogonal to the bending direction (thickness direction) is the length direction (of the bending displacement member) Call it. This is not affected by the size of the bending displacement member or the position of the fixing portion of the bending displacement member.
また、図1に示されるカメラモジュール筐体6は、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、摩擦部材3、鏡筒4、及びガイド軸5を収容する部材である。本駆動装置では、カメラモジュール筐体6は、直方体形状になっており、側壁6a〜6dを有している。図3に示されるように、屈曲変位部材1A・1Bは、カメラモジュール筐体6の側壁6c・6dに沿って配置されている。また、屈曲変位部材1A・1Bは、屈曲変位部材1A上の任意の1点(例えば図3に示されたS点)と、屈曲変位部材1B上の任意の1点(例えば図3に示されたT点)とを結ぶ直線のうち、鏡筒4を通過する直線(例えばS点とT点とを結ぶ直線)が少なくとも1つ存在するように配置されている。また、弾性部材2及び摩擦部材3は、屈曲変位部材1A・1Bにより形成されたコーナー部に配されている。
A camera module housing 6 shown in FIG. 1 is a member that accommodates the bending
このように本駆動装置では、屈曲変位部材1A・1Bがカメラモジュール筐体6の側壁に沿って配置され、空間的余裕があるコーナー部に弾性部材2及び摩擦部材3が配されているので、駆動機構の配置にカメラモジュール筐体6内の空間を有効利用することができ、駆動装置の小型化が可能になる。
As described above, in the present driving device, the bending
本駆動装置では、屈曲変位部材1A・1Bの屈曲変位方向と垂直な方向に鏡筒4が駆動するように、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、及び摩擦部材3が配置されている。以下、本駆動装置における、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、及び摩擦部材3の位置関係、及び鏡筒4の駆動動作原理について説明する。
In this drive device, the bending
(位置関係)
図3(a)は、本駆動装置における、屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、及び摩擦部材3の位置関係を示した側面図である。また、図3(b)は、本駆動装置の構成を示した平面図である。図3(a)では、屈曲変位部材1Aと弾性部材2とが連結する点を連結点A(図中X印で示している)とし、屈曲変位部材1Bと弾性部材2とが連結する点を連結点B(図中X印で示している)としている。また、屈曲変位部材1A及び1Bの中心を通過し、かつ長さ方向に平行な線を仮想線(第1の直線)L1としている。また、この仮想線L1は、摩擦部材3を通過している。また、この仮想線L1は、連結点A及び連結点Bを含む面内にあり、かつ被駆動体の駆動方向と垂直な方向に延びた直線であるともいえる。
(Position relationship)
FIG. 3A is a side view showing the positional relationship among the bending
図3(a)に示されるように、屈曲変位部材1A・1Bはともに、仮想線L1上に並んで配されている。言い換えれば、屈曲変位部材1Aの中心を通過し長さ方向に平行な線と、屈曲変位部材1Bの中心を通過し長さ方向に平行な線とが、同一の仮想線L1で重複しているような配置である。
As shown in FIG. 3A, both the bending
また、連結点A及び連結点Bは、これら2点を結ぶ仮想線ABが、仮想線L1と交差するように配置されている。また、同図に示すように、連結点Aは、仮想線L1に対し、上側に配置されている。一方、連結点Bは、仮想線L1に対し、下側に配置されている。 Further, the connection point A and the connection point B are arranged such that a virtual line AB connecting these two points intersects the virtual line L1. Further, as shown in the figure, the connection point A is arranged on the upper side with respect to the virtual line L1. On the other hand, the connection point B is arranged below the virtual line L1.
また、摩擦部材3は、連結点Aと連結点Bとを結ぶ仮想線AB上に配されている。すなわち、摩擦部材3における鏡筒4との接触部は、仮想線ABの任意の点を通過し、かつ連結点A及びBを含む面に対し垂直な直線を第2の直線L1’としたとき、この第2の直線L1’を通過するように配されている。
Further, the
また、図3(b)に示したように、屈曲変位部材1Aは、屈曲変位方向Aと称した矢印の方向に変位するので、弾性部材2の連結点Aには弾性部材変位方向Aと称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される。また、屈曲変位部材1Bは、屈曲変位方向Bと称した矢印の方向に変位するので、弾性部材2の連結点Bには弾性部材変位方向B称した矢印の方向に変位ベクトルが励起される(つまり図3(a)の連結点A・Bには紙面と垂直な方向に変位ベクトルが励起される)。なお、連結点A・Bには上記以外の方向にも変位ベクトルが励起されるが、駆動との関係は小さいため説明を省略する。
Further, as shown in FIG. 3B, the bending
以下、本駆動装置における、駆動回路7A・7Bを備えた制御手段による駆動電圧波形と、この駆動電圧波形に基づく鏡筒4の光軸方向駆動動作原理について説明する。
Hereinafter, the driving voltage waveform by the control means including the driving
(動作原理)
摩擦部材3の先端(鏡筒4に摩擦係合する部分)を円弧駆動させて鏡筒4を光軸方向に駆動させる動作例について説明する。図4は、2枚の屈曲変位部材1A・1Bに印加される駆動電圧波形を示すグラフである。図5(a)・(b)は、図4に示された駆動電圧波形に基づく摩擦部材3の先端部の円弧駆動を説明するための説明図である。図5は、図2(b)の矢印Vの方向からみた図である。
(Operating principle)
An operation example in which the tip of the friction member 3 (the portion that frictionally engages the lens barrel 4) is driven in an arc and the
図4においては、屈曲変位部材1Aに印加される駆動電圧波形を波形Aとし、屈曲変位部材1Bに印加される駆動電圧波形を波形Bとしている。なお、波形A及びBの駆動電圧波形はそれぞれ、駆動回路7A及び7Bから出力される。同図に示されるように、波形Aと波形Bとは、のこぎり状の駆動電圧波形になっており、相対的に位相が180度ずれた信号波形になっている。ここで、図4に示された波形A・Bの(i)〜(v)の時点に対応する連結点A及びBの状態を図5(a)・(b)に示す。
In FIG. 4, the drive voltage waveform applied to the bending
図5(a)・(b)に示されるように、波形A・Bを駆動すると、連結点A及びBの位置は、(i)〜(v)に推移する。つまり、連結点A及びBは、図4の(i)の時点では図5(a)の(i)の状態になり、図4の(ii)の時点では図5(a)の(ii)の状態になり、図4の(iii)の時点では図5(a)・(b)の(iii)の状態になり、図4の(iv)の時点では図5(b)の(iv)の状態になり、図4の(v)の時点では図5(b)の(v)の状態になっている。連結点A及びBが、図5(a)・(b)に示された(i)〜(v)の状態に推移し変位することで、摩擦部材3の先端部は、図示したように円弧駆動されることになる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, when the waveforms A and B are driven, the positions of the connection points A and B change from (i) to (v). That is, the connection points A and B are in the state (i) of FIG. 5 (a) at the time (i) in FIG. 4, and (ii) in FIG. 5 (a) at the time (ii) in FIG. 4 (iii) at the time of FIG. 4 (iii) in the state of (iii) of FIG. 5 (a), (b), and (iv) of FIG. 5 (b) at the time of (iv) of FIG. In this state, the state of (v) in FIG. 5 (b) is reached at the time of (v) in FIG. As the connecting points A and B shift to the states (i) to (v) shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) and are displaced, the tip of the
このとき、摩擦部材3の先端は、図4に示されるのこぎり状の駆動電圧波形により円弧駆動されるため、駆動方向の角速度と逆駆動方向の角速度とに差が生じる(すなわち、(i)〜(iii)の状態へ推移する角速度は相対的に遅くなる一方、(iii)〜(v)の状態へ推移する角速度は相対的に速くなる)。
At this time, the tip of the
また、駆動電圧波形を適宜設定することで、摩擦部材3の先端が駆動方向の角加速度と逆駆動方向の角加速度とに差が生じるようにすることもできる。すなわち、(i)〜(iii)の状態へ推移する(駆動方向)角加速度が相対的に遅くなる一方、(iii)〜(v)の状態へ推移する(逆駆動方向)角加速度が相対的に速くなるように、駆動電圧波形を設定することが可能である。それゆえ、摩擦部材3の摩擦係数などを調整することにより、駆動方向において、摩擦部材3と鏡筒4の接点とに加わる力が摩擦部材3と鏡筒4との間の静摩擦力を超えることができず、摩擦部材3の先端が鏡筒4を滑らなくなるようにすることができる。一方、逆駆動方向において、摩擦部材3と鏡筒4の接点とに加わる力が摩擦部材3と鏡筒4との間の静摩擦力を上回るため、摩擦部材3の先端が鏡筒4を滑るようにすることができる。そして、結果として、駆動方向の駆動力と逆駆動方向の駆動力とに差が生じ、鏡筒4が駆動方向に駆動されることになる。
In addition, by appropriately setting the driving voltage waveform, the tip of the
また、駆動方向及び逆駆動方向の両方において、摩擦部材3の先端が鏡筒4を滑るように摩擦係数などを調整することが可能である。この場合、駆動方向の駆動力、及び逆駆動方向の駆動力は、動摩擦力で決定され同じ力となる。しかしながら、図14に示された駆動電圧波形により駆動方向の変位時間が長く、逆駆動方向の変位時間が短く設定されているため、駆動方向の動摩擦力が作用している時間の方が逆駆動方向の動摩擦力が作用している時間よりも長くなる。それゆえ、結果として、鏡筒4は、駆動方向に駆動される。
Further, it is possible to adjust the friction coefficient and the like so that the tip of the
また、上記のように連結点Aの中心と連結点Bの中心を結んだ仮想線が、長さ方向と平行な仮想線と交わるように(理想的には直交するように)弾性部材が連結されているので、屈曲変位部材1A・1Bの変位により摩擦部材の先端を光軸方向に回転駆動あるいは円弧(直線)駆動させることができる。そして、2枚の屈曲変位部材1A・1Bの連結部をコーナーにして(理想的には90度に)折り曲げ配置し、2枚の屈曲変位部材によって作られる仮想的な扇形空間領域内に鏡筒4の一部を配置し、筐体6の壁面に屈曲変位部材1A・1Bを配置することで駆動装置の小型化、低背化が可能となる。このとき、完全に筐体6の壁面に沿う必要はなく、モジュール筐体6内の空き空間に応じて適宜配置すればよいことは言うまでもない。
In addition, the elastic member is connected so that the virtual line connecting the center of the connection point A and the center of the connection point B intersects the virtual line parallel to the length direction as described above (ideally orthogonally). Therefore, the tip of the friction member can be rotationally driven or driven in a circular arc (straight line) in the optical axis direction by the displacement of the bending
本駆動装置では、摩擦部材3における鏡筒4との接触部(摩擦係合部分)が円形状になっており、この円形状の曲率半径rと摩擦部材3の駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たすことを特徴としている。
In the present drive device, the contact portion (friction engagement portion) of the
It is characterized by satisfying.
上記条件のように、曲率半径rと駆動半径Dとが設定されていることにより、振動体としての弾性部材2が鏡筒4に対し傾斜して取り付けられた場合であっても、鏡筒4を安定的に駆動させることが可能になる。以下、鏡筒4の安定的駆動のための上記条件について、さらに詳述する。
Since the curvature radius r and the drive radius D are set as in the above condition, the
(鏡筒4の安定化駆動のための条件)
図6は、弾性部材2の振動、及びそれに伴い振動する摩擦部材3の接触部3aの軌跡を模式的に示した模式図である。なお、図6では、摩擦部材3の接触部3aの軌跡を2L(破線)として示している。そして、位置4b(実線)は、弾性部材2が理想的に取り付けられているときの鏡筒4側面の位置を示している。また、位置4bにある鏡筒4側面と円弧軌跡2Lの中心Oとの距離をDとしている。このDは、図6に示されるように、円弧軌跡2Lの半径であり、以下駆動半径とする。
(Conditions for stabilizing driving of the lens barrel 4)
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing the vibration of the
また、図6における位置4b’(細線)は、弾性部材2が鏡筒4に対し角度θ傾けて取り付けられた場合の鏡筒4側面の位置を示している。また、角度θ’は、弾性部材2が取り付け角度θで取り付けられた場合における、摩擦部材3が弾性部材2の振動により円弧駆動する角度を示す。そして、位置4b’’(細線)は、摩擦部材3が角度θ’で円弧駆動している場合における鏡筒4側面の位置を示している。なお、接触箇所4a,4a’,及び4a’’はそれぞれ、鏡筒4側面が位置4b、4b’、及び4b’’にあるときの接触部3aとの接触箇所を示している。rは、摩擦部材3の接触部3aの曲率半径を示している。
A
図6に示されるように、弾性部材2の振動により摩擦部材3が円弧駆動することで、鏡筒4側面は、位置変化する。例えば、取り付け角度θで弾性部材2が取り付けられた構成で、弾性部材2の振動により摩擦部材3が角度θ’だけ円弧駆動した場合について考える。この場合、鏡筒4側面は、位置4b’から位置4b’’へ変化する。
As shown in FIG. 6, the side surface of the
ここで、円弧軌跡2Lの中心Oを通過し鏡筒4側面に平行な線を基準線Tとした場合、上記位置4b’は、該基準線Tからの位置として、下記式(1)のように表わすことができる。
(D−r)×cosθ+r (1)
同様に、上記位置4b’’は、下記式(2)のように表わすことができる。
(D−r)×cos(θ+θ’)+r (2)
従って、取り付け角度θで弾性部材2が取り付けられた構成で、弾性部材2の振動により摩擦部材3が角度θ’だけ円弧駆動したとき、鏡筒4側面の位置変化量は、下記式(3)のように表わすことができる。
{(D−r)×cosθ+r}−{(D−r)×cos(θ+θ’)+r} (3)
上記位置変化量は、摩擦部材3の接触部3aと鏡筒4側面との接触状態を示す指標とすることができる。すなわち、上記位置変化量が小さければ小さいほど、摩擦部材3の接触部3aと鏡筒4側面との接触状態変化が少なくし、安定的に鏡筒4を駆動することができる。
Here, when the reference line T is a line that passes through the center O of the
(D−r) × cos θ + r (1)
Similarly, the
(D−r) × cos (θ + θ ′) + r (2)
Therefore, when the
{(D−r) × cos θ + r} − {(D−r) × cos (θ + θ ′) + r} (3)
The position change amount can be used as an index indicating a contact state between the
図7は、摩擦部材3の駆動半径Dと接触部3aの曲率半径rとの比r/D、及び上記位置変化量の関係を示すグラフである。図7では、鏡筒4側面に対する弾性部材2の取り付け角度θを0°,0.4°,1°,1.5°,2°,及び2.5°に変化させたときの、比r/Dと上記位置変化量の関係を示している。なお、図7のグラフは、弾性部材2の振動により摩擦部材3が円弧駆動する角度θ’を±1°としている。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio r / D between the driving radius D of the
図7に示されるように、比r/D=1のとき、取り付け角度θをどの角度に変化させても、位置変化量は0になっている。そして、比r/Dが1から離れた値になればなるほど、位置変化量が大きくなっている。さらに、取り付け角度θを大きくするに従い、位置変化量が大きくなっている。 As shown in FIG. 7, when the ratio r / D = 1, the amount of change in position is 0 regardless of the angle at which the attachment angle θ is changed. The position change amount increases as the ratio r / D becomes a value farther from 1. Further, as the attachment angle θ is increased, the position change amount is increased.
図7に示された比r/Dと位置変化量との関係から、位置変化量は、取り付け角度θ、及び比r/Dが設定されれば、一意的に求まるようになっている。それゆえ、鏡筒4を安定的に駆動可能な鏡筒4側面の位置変化量の範囲を求めれば、この範囲に基づいて、取り付け角度θに見合った比r/Dを適宜設定することが可能になる。
From the relationship between the ratio r / D and the position change amount shown in FIG. 7, the position change amount can be obtained uniquely when the mounting angle θ and the ratio r / D are set. Therefore, if the range of the position change amount of the side surface of the
(鏡筒4を安定的に駆動することが可能な位置変化量の範囲)
本願発明者は、上記の点に着目し、位置変化量がどの程度の範囲であれば、鏡筒4を安定的に駆動可能であるのかを実験した。この実験で用いた鏡筒4の駆動機構を図8(a)及び図8(b)に示す。
(Range of position change amount capable of stably driving the lens barrel 4)
The inventor of the present application pays attention to the above points and experimented to what extent the amount of change in position can stably drive the
実験に用いた鏡筒4の駆動機構は、図3(a)及び図3(b)に示された屈曲変位部材1A・1B、弾性部材2、及び摩擦部材3による駆動機構と類似している。しかしながら、図8(b)に示されるように、実験に用いた駆動機構では、屈曲変位部材21A・21B、及び弾性部材2が同一平面上に配された構成になっている。そして、弾性部材2に、摩擦部材3が鏡筒4と接触可能に設けられている。図8(a)及び図8(b)に示された駆動機構であっても、鏡筒4を駆動方向(図8紙面に対し垂直方向)に駆動させることが可能である。
The driving mechanism of the
実験では、図8に示された屈曲変位部材21A・21Bの端部を位置31で固定し、上述した駆動原理に従って鏡筒4を駆動させた。そして、駆動時の鏡筒4の速度を測定し、その変化をみることで鏡筒4の駆動安定性を調べた。なお、実験条件は、摩擦部材3の接触部3aの曲率半径r=0.3mm,摩擦部材3の駆動半径D=5.6mm(比r/D=0.05),取り付け角度θ=0°である。
In the experiment, the ends of the bending
図8に示された駆動機構により駆動される鏡筒4の速度を測定した結果を図9に示す。図9は、鏡筒4の速度(speed(mm/s))を縦軸とし、駆動電圧波形の周波数(Frequency(kHz))を横軸としている。そして、実験では、駆動方向前方へ駆動させたときの鏡筒4の速度(Speed(Fwd))と駆動方向後方へ駆動させたときの鏡筒4の速度(Speed(Rev))とを測定した。
FIG. 9 shows the result of measuring the speed of the
図9に示されるように、比r/D=0.05,取り付け角度θ=0°の実験条件下で、鏡筒4は、その駆動方向で速度変化が少なく、安定的に駆動していることがわかる。また、図7のグラフを参照すると、比r/D=0.05,取り付け角度θ=0°のとき、位置変化量は0.72μmであることがわかる。つまり、本駆動装置においては、鏡筒4側面の位置変化量を0.72μmに抑えておけば、鏡筒4の駆動の安定性を損なわないことがわかる。さらに言い換えると、鏡筒4を安定的に駆動することが可能な位置変化量の範囲の上限は、0.72μmである。
As shown in FIG. 9, under the experimental conditions of the ratio r / D = 0.05 and the mounting angle θ = 0 °, the
図7のグラフを参照して、位置変化量≦0.72μmを満たす比r/Dについて、説明する。 The ratio r / D that satisfies the positional change amount ≦ 0.72 μm will be described with reference to the graph of FIG.
図7のグラフによれば、取り付け角度θ=0.4°、比r/D=0.5のとき位置変化量が0.69μmになり、0.72μmよりも小さい値になる。同様に、取り付け角度θ=0.4°、比r/D=1.5のとき位置変化量が0.69μmになり、0.72μmよりも小さい値になる。従って、本駆動装置では、曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たしていれば、取り付け角度θが0.4°になった場合でも鏡筒4側面の位置変化量を0.72μmよりも小さい値に抑えることができる。これにより、鏡筒4の安定的な駆動を実現することができる。すなわち、0.5≦r/D≦1.5の条件を満たしていれば、鏡筒4の安定的な駆動のため、取り付け角度θ=0.4°まで許容される。それゆえ、本駆動装置では、弾性部材及び摩擦部材からなる振動体が鏡筒に対し0.4°傾いて取り付けられていても、鏡筒を安定的に駆動させることが可能になる。
According to the graph of FIG. 7, when the mounting angle θ = 0.4 ° and the ratio r / D = 0.5, the position change amount is 0.69 μm, which is smaller than 0.72 μm. Similarly, when the mounting angle θ = 0.4 ° and the ratio r / D = 1.5, the position change amount is 0.69 μm, which is smaller than 0.72 μm. Therefore, in this drive device, the radius of curvature r and the drive radius D satisfy the following condition 0.5 ≦ r / D ≦ 1.5.
If the above condition is satisfied, the amount of change in the position of the side surface of the
さらに、図7のグラフによれば、取り付け角度θ=2.5°、比r/D=0.9のとき位置変化量が0.46μmになり、0.72μmよりも小さい値になる。同様に、取り付け角度θ=2.5°、比r/D=1.1のとき位置変化量が0.46μmになり、0.72μmよりも小さい値になる。従って、本駆動装置では、曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.9≦r/D≦1.1
を満たしていれば、取り付け角度θが2.5°になった場合でも鏡筒4側面の位置変化量を0.72μmよりも小さい値に抑えることができるので、尚好ましい。すなわち、0.9≦r/D≦1.1の条件を満たしていれば、鏡筒4の安定的な駆動のため、取り付け角度θ=2.5°まで許容される。
Furthermore, according to the graph of FIG. 7, when the mounting angle θ = 2.5 ° and the ratio r / D = 0.9, the position change amount is 0.46 μm, which is smaller than 0.72 μm. Similarly, when the mounting angle θ = 2.5 ° and the ratio r / D = 1.1, the position change amount is 0.46 μm, which is smaller than 0.72 μm. Therefore, in the present driving device, the curvature radius r and the driving radius D satisfy the following condition 0.9 ≦ r / D ≦ 1.1.
If the angle is satisfied, even if the attachment angle θ is 2.5 °, the amount of change in the position of the side surface of the
さらに、摩擦部材3の曲率半径rを摩擦部材3の駆動半径Dと等しくすれば(比r/D=1)、取り付け角度θが大きくなっても、位置変化量は常に0である。それゆえ、鏡筒に対する弾性部材及び摩擦部材からなる振動体の取り付け調整が不要となり、駆動装置の組立効率が向上する。
Further, if the radius of curvature r of the
(安定化駆動のための摩擦部材の形状)
本駆動装置における摩擦部材3の形状は、鏡筒4との接触部(摩擦係合部分)が円形状になっており、この円形状の曲率半径rと摩擦部材3の駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たす形状であれば、特に限定されるものではない。以下、鏡筒4の安定化駆動のための摩擦部材3の形状の一例について、説明する。図10〜図14はそれぞれ、本駆動装置における摩擦部材3の形状の一例を示した図である。なお、図10〜図14では、弾性部材2が振動する箇所を○印で示している。そして、弾性部材2の○印の部分の振動により生じる、摩擦部材3の円弧駆動軌跡の中心を●印で示している。また、図10〜図14では、説明を簡単にするため、弾性部材2、鏡筒4の一部、及び摩擦部材3のみを示している。
(Friction member shape for stabilizing drive)
As for the shape of the
If it is the shape which satisfy | fills, it will not specifically limit. Hereinafter, an example of the shape of the
まず、図10に示された摩擦部材3の形状は、鏡筒4との対向部全体で接触する構成になっている。そして、摩擦部材3の曲率半径rと摩擦部材3の駆動半径Dとが同じになるように設計されている。すなわち、曲率半径rと駆動半径Dとの比r/D=1になっている。これにより、駆動装置を組立てるに際し、弾性部材2と鏡筒4とが傾いて取り付けられたとしても、摩擦部材3は、常に鏡筒4と同じ状態で接触する。それゆえ、弾性部材2と鏡筒4とが傾いて取り付けられた構成でも、鏡筒4を安定的に駆動させることが可能になる。すなわち、図10に示された構成によれば、弾性部材2と鏡筒4との位置調整が不要になり、駆動装置の組み立てが容易になる。
First, the shape of the
ここで、摩擦部材3の接触部(あるいは摩擦部材3の鏡筒4との対向部)の形状は、円形状である。「円形状」とは、摩擦部材3を鏡筒4側面に対し垂直でかつ駆動方向に平行な面(例えば図10紙面に平行な面)で切断したときに形成される任意の断面形状のうち、少なくとも1つの断面形状が、円であるまたは円を含む形状のことをいう。
Here, the shape of the contact portion of the friction member 3 (or the portion of the
例えば図10に示された構成では、摩擦部材3の形状が半円形状になっている。この摩擦部材3の形状は、半球形状になっていてもよい。これにより、例えば、弾性部材2が鏡筒4に対し図10紙面垂直方向(駆動方向に対し垂直な方向)に傾いて取り付けられたとしても、摩擦部材3は、常に鏡筒4と同じ状態で接触する。それゆえ、鏡筒4をより安定的に駆動させることが可能になる。
For example, in the configuration shown in FIG. 10, the shape of the
本駆動装置における摩擦部材3の形状は、鏡筒4との接触部が上記条件0.5≦r/D≦1.5を満たす円形状であれば、特に限定されるものではない。つまり、摩擦部材3における鏡筒4との接触部以外の部分の形状は、特に限定されない。
The shape of the
図11は、本駆動装置における摩擦部材3の形状の他の一例を示した図である。図11に示された摩擦部材3の形状は、曲率半径rと駆動半径Dとが同じになるように設計されており、鏡筒4との接触部3aのみが円形状になっている。そして、摩擦部材3全体の形状は、砲弾型の形状になっている。
FIG. 11 is a diagram showing another example of the shape of the
また、図12は、本駆動装置における摩擦部材3の形状のさらに他の一例を示した図である。図12に示された摩擦部材3の形状は、図11の構成と同様に、曲率半径rと駆動半径Dとが同じになるように設計されている。ただし、図12に示された摩擦部材3の形状は、鏡筒4との接触部以外の部分の形状が図11の構成と異なっている。
FIG. 12 is a view showing still another example of the shape of the
図12に示されるように、摩擦部材3は、鏡筒4の駆動方向における幅Hが円弧駆動軌跡の中心(●印)から接触部3aへ向かって次第に小さくなるように、傾斜面3bが形成されている。このように傾斜面3bが形成されることにより、摩擦部材3の弾性部材2との接触部を広く確保することができる。このため、摩擦部材3と弾性部材2との接着面積が増し、より強固に摩擦部材3を弾性部材2に固定することが可能になる。
As shown in FIG. 12, the
また、図13は、本駆動装置における摩擦部材3の形状のさらに他の一例を示した図である。図13に示されるように、摩擦部材3の形状は、球状体または円柱体であってもよい。この場合、球状体または円柱体(摩擦部材3)は、接着剤3により弾性部材2に接着さている。そして、この球状体または円柱体は、直径が駆動半径Dに等しくなっている。こうすることで、球状体または円柱体の半径が、鏡筒4との接触部3aの曲率半径rと等しくなり、比r/D=0.5になる。それゆえ、図13に示された摩擦部材3の形状では、取り付け角度θが0.4°になった場合でも、鏡筒4の安定的な駆動を実現することができる。つまり、鏡筒4の安定的駆動のため、取り付け角度θ=0.4°まで許容できる。さらに、接着剤30の量を適宜設定することにより、強固に摩擦部材3を弾性部材2に固定することが可能になる。
FIG. 13 is a diagram showing still another example of the shape of the
また、図14は、本駆動装置における摩擦部材3の形状のさらに他の一例を示した図である。図14に示された摩擦部材3の形状は、図13の構成と同様に、球状体または円柱体になっている。ただし、図12に示された構成は、弾性部材2に球状体または円柱体(摩擦部材3)を収容可能な窪み部2aが形成されている点で、図13の構成と異なる。
FIG. 14 is a view showing still another example of the shape of the
図14に示されるように、球状体または円柱体(摩擦部材3)は、その駆動半径D及び曲率半径rが等しくなるように、窪み部2aに収容されている。これにより、弾性部材2と摩擦部材3との接触面積を、図13の構成よりも増やすことができる。それゆえ、より強固に摩擦部材3を弾性部材2に固定することが可能になる。さらに、図14に示された構成では、比r/D=1になっているので、弾性部材2に対する摩擦部材3の位置合わせが容易になる。
As shown in FIG. 14, the spherical body or cylindrical body (friction member 3) is accommodated in the
なお、窪み部2aの寸法は、駆動半径D及び曲率半径rが等しくなるように球状体または円柱体を収容可能な寸法であればよく、球状体または円柱体(摩擦部材3)と弾性部材2との固定に使用される接着剤の量に応じて適宜設定することができる。
The dimension of the
なお、上述の実施形態では、摩擦部材3と弾性部材2とが別々の材料で構成された例を説明したが、摩擦部材3と弾性部材2とが一体化した構成であってもよい。つまり、弾性部材2に一体加工で摩擦部材3と同じ形状のものを形成してもかまわない。このように一体形成することで、摩擦部材3と弾性部材2を接着する手間が省け、コスト低減が可能になる。
In the above-described embodiment, the example in which the
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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 can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本駆動装置は、被駆動体の安定的な駆動を実現することが可能であるので、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動の用途に適用できる。 Since this driving device can realize stable driving of the driven body, it can be applied to the use of driving a lens in an optical device such as a photographing lens of a camera.
1A 屈曲変位部材(第1の屈曲変位部材,駆動源)
1B 屈曲変位部材(第2の屈曲変位部材,駆動源)
2 弾性部材(振動基材,振動体)
2a 窪み部
3 摩擦部材(振動体,接触部)
3a 接触部
4 鏡筒(被駆動体)
5 ガイド軸
6 カメラモジュール筐体(筐体)
7A 駆動回路(第1の駆動回路)
7B 駆動回路(第2の駆動回路)
D 駆動半径
r 曲率半径
1A bending displacement member (first bending displacement member, drive source)
1B bending displacement member (second bending displacement member, drive source)
2 Elastic member (vibrating substrate, vibrating body)
2a
5 Guide shaft 6 Camera module housing (housing)
7A drive circuit (first drive circuit)
7B Drive circuit (second drive circuit)
D Drive radius r Curvature radius
Claims (6)
上記振動体を振動させる駆動源とを備え、
上記振動体は、被駆動体と接触可能な接触部を有し、
上記接触部が、上記振動体の円弧状の振動に伴い、円弧状軌跡を描いて被駆動体を駆動するようになっている駆動装置であって、
上記接触部は、円形状を有し、
該円形状の曲率半径をrとし、接触部の上記円弧状軌跡の半径を駆動半径Dとしたとき、
曲率半径rと駆動半径Dとが、下記条件
0.5≦r/D≦1.5
を満たすことを特徴とする駆動装置。 A vibrating body that vibrates in an arc shape;
A drive source for vibrating the vibrator,
The vibrating body has a contact portion that can contact the driven body,
The contact portion is a drive device configured to drive a driven body while drawing an arc-shaped trajectory with the arc-shaped vibration of the vibrating body,
The contact portion has a circular shape,
When the radius of curvature of the circular shape is r and the radius of the arcuate locus of the contact portion is the driving radius D,
The radius of curvature r and the driving radius D satisfy the following conditions: 0.5 ≦ r / D ≦ 1.5
The drive device characterized by satisfy | filling.
0.9≦r/D≦1.1
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 The curvature radius r and the driving radius D satisfy the following condition 0.9 ≦ r / D ≦ 1.1.
The drive device according to claim 1, wherein:
r=D
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 The radius of curvature r and the driving radius D satisfy the following condition r = D
The drive device according to claim 1, wherein:
上記摩擦部材は、球または円柱形状を有し、上記振動基材に接着されていることを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。 The vibrating body includes a vibration base material that vibrates by the drive source and the friction member.
The drive device according to claim 4, wherein the friction member has a spherical or cylindrical shape and is bonded to the vibration base material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007169652A JP2009011072A (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Drive device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021025541A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 日本電産サンキョー株式会社 | Valve element driving device |
-
2007
- 2007-06-27 JP JP2007169652A patent/JP2009011072A/en active Pending
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