JP2009239993A - Drive module and electronic apparatus with the same - Google Patents
Drive module and electronic apparatus with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009239993A JP2009239993A JP2008079528A JP2008079528A JP2009239993A JP 2009239993 A JP2009239993 A JP 2009239993A JP 2008079528 A JP2008079528 A JP 2008079528A JP 2008079528 A JP2008079528 A JP 2008079528A JP 2009239993 A JP2009239993 A JP 2009239993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- module
- driven body
- support
- frame
- drive module
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
Description
本発明は、駆動モジュールおよびそれを備える電子機器に関する。例えば、光学系や可動部材を駆動して、焦点位置調整を行ったり、アクチュエータとして用いたりするのに好適となる駆動モジュールおよびそれを備える電子機器に関する。 The present invention relates to a drive module and an electronic apparatus including the drive module. For example, the present invention relates to a drive module that is suitable for adjusting the focal position by driving an optical system or a movable member, or using the actuator as an actuator, and an electronic apparatus including the drive module.
従来、例えば、カメラ機能付き携帯電話などの小型の電子機器においては、撮影レンズユニットなどの被駆動体を形状記憶合金ワイヤによって駆動する駆動モジュールを用いた装置が知られている。
このような駆動モジュールおよび電子機器として、特許文献1には、レンズ群を組み付けた第1の鏡枠と、第1の鏡枠を固定するとともに駆動方向に沿うガイド軸に移動自在に取り付けられた第2の鏡枠と、第2の鏡枠に係止され電流が通電されると収縮して第2の鏡枠を駆動方向に付勢する紐状の形状記憶合金(形状記憶合金ワイヤ)と、第2の鏡枠を形状記憶合金に押し付けるためにガイド軸に沿って付勢する圧縮コイルばねとを備えるレンズ駆動装置、およびそれを備える撮像装置が記載されている。
また、このレンズ駆動装置は、フォトインタラプタによって第2の鏡枠の位置を検出することで、形状記憶合金ワイヤの微小な長さ誤差、取付誤差等に起因するレンズ群の移動量のバラツキを解消しようとするものであることが記載されている(特許文献1の段落番号<0058>参照)。
As such a drive module and electronic device, in
In addition, this lens driving device detects the position of the second lens frame using a photo interrupter, thereby eliminating variations in the amount of movement of the lens group due to minute length errors and mounting errors of the shape memory alloy wire. (See paragraph number <0058> of Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来の駆動モジュールには、以下のような問題があった。
特許文献1に記載のレンズ駆動装置では、ガイド軸を用いて第2の鏡枠の駆動を案内するため、摺動負荷が発生する。このため、迅速な駆動を行うことができず、例えば、カメラの合焦速度などが遅くなってしまうという問題がある。
また、紐状の形状記憶合金は、両端部で板部材で挟み込まれて切断され、この板部材が柱状体の上部に固定されており、製作上、紐状の形状記憶合金の長さがばらつきやすくなっている。また、紐状の形状記憶合金は板部材に挟んで固定されるため、板部材の挟持力が経時で低下する場合にも、板部材間の紐状の形状記憶合金の長さが変化する。また、板部材を柱状体に取り付ける際にも、取付誤差が発生するおそれがある。これらの誤差の影響を解消するため、特許文献1では、フォトインタラプタのような位置検出手段を設けている。このため、部品点数が増大し、装置構成が複雑になるという問題がある。
また、紐状の形状記憶合金による駆動では、レンズ群の駆動範囲が、紐状の形状記憶合金の長さに依存して決まるため、駆動範囲を広げるためには紐状の形状記憶合金を長くして張架しなければならないため、装置が大型化してしまうという問題がある。
However, the conventional drive module as described above has the following problems.
In the lens driving device described in
In addition, the string-like shape memory alloy is sandwiched and cut between the plate members at both ends, and this plate member is fixed to the upper part of the columnar body, and the length of the string-like shape memory alloy varies in production. It has become easier. Further, since the string-shaped shape memory alloy is fixed by being sandwiched between the plate members, the length of the string-shaped shape memory alloy between the plate members is changed even when the holding force of the plate member is reduced with time. Further, when the plate member is attached to the columnar body, an attachment error may occur. In order to eliminate the influence of these errors, in
In the case of driving with a string-like shape memory alloy, the driving range of the lens group is determined depending on the length of the string-like shape memory alloy. Therefore, there is a problem that the apparatus becomes large because it has to be stretched.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、駆動負荷を低減できるとともに、構成の簡素化、小型化が可能となる駆動モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive module that can reduce the drive load and can be simplified and downsized, and an electronic apparatus including the drive module. And
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、軸線が駆動方向に沿うように配置された略柱状体からなる被駆動体と、該被駆動体を前記駆動方向に沿って移動自在に収容する筒状部を有する支持体と、前記被駆動体と前記支持体との間で前記駆動方向に直交する方向に延ばして取り付けられ、無負荷状態で互いに平行となるように対向して配置され、前記被駆動体を前記駆動方向に移動可能に支持する平行板ばね対と、外部から電流を供給する給電部材と、該給電部材に電気的に接続され、該給電部材から供給される電流の通電時の自己発熱によって前記駆動方向に沿って伸長するように形状記憶され、伸長方向の両端部が、それぞれ、前記被駆動体および前記支持体を付勢することにより、前記支持体に対する前記被駆動体の前記駆動方向の位置を可変する形状記憶合金アクチュエータとを備える構成とする。
この発明によれば、被駆動体が、支持体に対して、無負荷状態で互いに平行となるように対向して配置され、被駆動体を駆動方向に移動可能に支持する平行板ばね対によって弾性支持されるので、摺動ガイドなどの摺動負荷を発生させる手段を用いることなく、駆動方向に沿って移動可能に支持される。
そして、給電部材を介して、形状記憶合金アクチュエータに通電することにより、形状記憶合金アクチュエータが、通電量に応じた自己発熱によって伸長され、被駆動体および支持体が、形状記憶合金アクチュエータの両端部によって付勢され、これにより支持体の被駆動体に対する駆動方向の位置が変化され、被駆動体が駆動される。
通電を停止すると、形状記憶合金アクチュエータは、冷却されて形状記憶合金アクチュエータの駆動方向の長さが収縮するとともに、平行板ばね対からの弾性復元力によって、押し戻され、伸長前の長さに復帰する。このため、繰り返し駆動を行うことが可能となる。
形状記憶合金アクチュエータは両端部を伸長させて、駆動方向に被駆動体、支持体を付勢するため、形状記憶合金アクチュエータを駆動方向において被駆動体と支持体との間に駆動方向に沿って配置することができる。また、平行板ばね対から被駆動体の移動に抗する弾性復元力が発生するため、形状記憶合金アクチュエータは、被駆動体、支持体に係止するだけでもよく、形状記憶合金ワイヤを用いる場合のように、駆動方向に交差した空間に張架したりワイヤ端部を別部材にかしめなどで固定したりしない構成とすることができる。
なお、被駆動体の略柱状体は、外形が略柱状であるすべての形態を含む広義の意味で用いている。したがって、中実の柱状体とは限らず、例えば、中心に貫通孔などが設けられた筒状体なども含まれる。また、外形が略柱状である限り、レンズ組立体などの組立体なども含まれる。また、略柱状体は、完全な柱体を意味するものではなく、一部に突起部などを有するものであってもよい。
In order to solve the above-described problems, in the invention according to
According to this invention, the driven bodies are arranged so as to face each other so as to be parallel to each other in a no-load state with respect to the support, and the parallel leaf spring pair that supports the driven bodies so as to be movable in the driving direction Since it is elastically supported, it is supported so as to be movable along the driving direction without using a means for generating a sliding load such as a sliding guide.
Then, by energizing the shape memory alloy actuator through the power supply member, the shape memory alloy actuator is expanded by self-heating according to the energization amount, and the driven body and the support are connected to both ends of the shape memory alloy actuator. By this, the position of the support in the driving direction with respect to the driven body is changed, and the driven body is driven.
When energization is stopped, the shape memory alloy actuator is cooled and the length of the shape memory alloy actuator in the driving direction contracts, and is pushed back by the elastic restoring force from the parallel leaf spring pair to return to the length before extension. To do. For this reason, it is possible to perform repeated driving.
Since the shape memory alloy actuator extends both ends and biases the driven body and the support body in the driving direction, the shape memory alloy actuator moves along the driving direction between the driven body and the support body in the driving direction. Can be arranged. In addition, since an elastic restoring force against the movement of the driven body is generated from the pair of parallel leaf springs, the shape memory alloy actuator may only be locked to the driven body and the support body. When using a shape memory alloy wire As described above, it is possible to adopt a configuration in which the wire is not stretched in a space intersecting the driving direction and the wire end is not fixed to another member by caulking or the like.
In addition, the substantially columnar body of the driven body is used in a broad sense including all forms whose outer shape is substantially columnar. Therefore, it is not limited to a solid columnar body, and includes, for example, a cylindrical body provided with a through-hole in the center. Further, an assembly such as a lens assembly is included as long as the outer shape is substantially columnar. Further, the substantially columnar body does not mean a complete columnar body, and may have a protruding portion or the like in part.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の駆動モジュールにおいて、前記形状記憶合金アクチュエータは、前記駆動方向回りに巻かれたコイル形状を有する構成とする。
この発明によれば、形状記憶合金アクチュエータがコイル形状を有するため、コイルの巻き数や、コイル素線の太さを変えることによって、形状記憶合金アクチュエータの伸長量や付勢力などの条件を種々に設定することができる。このため、これらの条件を主に長さのみを代えて設定しなければならない形状記憶合金ワイヤを用いる場合に比べて、コンパクトな形状に設けることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the drive module according to the first aspect, the shape memory alloy actuator has a coil shape wound around the drive direction.
According to this invention, since the shape memory alloy actuator has a coil shape, by changing the number of turns of the coil and the thickness of the coil wire, various conditions such as the extension amount and the urging force of the shape memory alloy actuator can be obtained. Can be set. For this reason, compared with the case where the shape memory alloy wire which should set these conditions mainly changing only length is used, it can provide in a compact shape.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の駆動モジュールにおいて、前記被駆動体には、柱状体の径方向外側に突出された突起部が設けられ、前記支持体には、前記被駆動体の前記突起部に対向する位置に支持部が設けられ、前記形状記憶合金アクチュエータは、前記被駆動体の突起部と前記支持体の前記支持部との間に前記駆動方向に沿って配置された構成とする。
この発明によれば、被駆動体から径方向外側に突出された突起部と、この突起部に対向する支持体の支持部との間に駆動方向に沿って形状記憶合金アクチュエータを配置するので、形状記憶合金アクチュエータを、突起部および支持部が対向する範囲に設けることができる。このため、駆動方向から見た形状がコンパクトになる。
According to a third aspect of the present invention, in the drive module according to the first or second aspect, the driven body is provided with a protruding portion that protrudes radially outward of the columnar body, and the support body includes: A support portion is provided at a position facing the protrusion portion of the driven body, and the shape memory alloy actuator extends along the drive direction between the protrusion portion of the driven body and the support portion of the support body. It is assumed that the configuration is arranged.
According to the present invention, since the shape memory alloy actuator is disposed along the driving direction between the protruding portion protruding radially outward from the driven body and the supporting portion of the supporting body facing the protruding portion, The shape memory alloy actuator can be provided in a range where the protrusion and the support portion face each other. For this reason, the shape seen from the drive direction becomes compact.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の駆動モジュールにおいて、外形が略角柱状とされ、柱中心が前記軸線に沿って配置されることで、前記被駆動体、前記支持体、および前記形状記憶合金アクチュエータを前記軸線に対する径方向外側から囲繞するカバー部材を備え、前記被駆動体の前記突起部および前記支持体の前記支持部は、前記カバー部材の柱角部近傍に設けられたこと構成とする。
この発明によれば、被駆動体の突起部、支持体の支持部が、外形が略角柱状のカバー部材の柱角部近傍に設けられているため、コンパクトな装置となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the drive module according to the third aspect, the outer shape is substantially a prism shape, and the center of the column is disposed along the axis, whereby the driven body, the support body, And a cover member that surrounds the shape memory alloy actuator from the outside in the radial direction with respect to the axis, and the protrusion of the driven body and the support of the support are provided in the vicinity of a column corner of the cover member. The configuration is as follows.
According to this invention, since the protrusion part of the driven body and the support part of the support body are provided in the vicinity of the column corner of the cover member whose outer shape is a substantially prismatic shape, the device is compact.
請求項5に記載の発明では、請求項3に記載の駆動モジュールにおいて、前記被駆動体の前記突起部および前記支持体の前記支持部は、前記支持体の筒状部の内側に設けられ、前記形状記憶合金アクチュエータは、前記支持体の前記筒状部に収容されるとともに前記被駆動体の外周を囲繞する形状に形成された構成とする。
この発明によれば、形状記憶合金アクチュエータが、被駆動体の外周を囲繞し、かつ支持体の筒状部内に収容される形状に形成されるため、形状記憶合金アクチュエータを支持体の筒状部と同程度の大きさとすることができる。そのため、コンパクトな構成とすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the drive module according to the third aspect, the protrusion of the driven body and the support portion of the support body are provided inside a cylindrical portion of the support body, The shape memory alloy actuator is configured to be accommodated in the cylindrical portion of the support and to have a shape surrounding an outer periphery of the driven body.
According to the present invention, since the shape memory alloy actuator is formed in a shape that surrounds the outer periphery of the driven body and is accommodated in the cylindrical portion of the support, the shape memory alloy actuator is formed in the cylindrical portion of the support. Can be as large as. Therefore, it can be set as a compact structure.
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の駆動モジュールにおいて、前記平行板ばね対の一方は、前記被駆動体に固定され、前記平行ばね対の一方の前記被駆動体への固定部分が、前記被駆動体の前記突起部を兼ねる構成とする。
この発明によれば、平行ばね対の一方の被駆動体への固定部分が被駆動体の突起部を兼ねるので、被駆動体を簡素な構成とすることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the drive module according to the fifth aspect, one of the parallel leaf spring pairs is fixed to the driven body, and one of the parallel spring pairs is fixed to the driven body. The portion serves as the protrusion of the driven body.
According to the present invention, the fixed portion of the parallel spring pair to one driven body also serves as the protrusion of the driven body, so that the driven body can have a simple configuration.
請求項7に記載の発明では、電子機器において、請求項1〜6のいずれかに記載の駆動モジュールを備える構成とする。
この発明によれば、駆動モジュールを備えるので、請求項1〜6のいずれかに記載の発明と同様の作用を備える。
According to a seventh aspect of the present invention, an electronic device includes the drive module according to any one of the first to sixth aspects.
According to this invention, since the drive module is provided, the same operation as that of any one of
本発明の駆動モジュールおよびそれを備える電子機器によれば、平行板ばね対によって被駆動体を駆動方向に沿って支持することができ、形状記憶合金アクチュエータの両端部で被駆動体と支持体とを駆動方向に付勢するによって、被駆動体を駆動することができるため、駆動負荷を低減できるとともに、構成の簡素化、小型化が可能となるという効果を奏する。 According to the drive module of the present invention and the electronic apparatus including the drive module, the driven body can be supported along the driving direction by the pair of parallel leaf springs, and the driven body and the support are formed at both ends of the shape memory alloy actuator. Since the driven body can be driven by energizing in the driving direction, the driving load can be reduced, and the configuration can be simplified and downsized.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る駆動モジュールについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る駆動モジュールの基板への取り付け状態を説明するための模式的な斜視分解図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る駆動モジュールの概略構成を示す模式的な斜視分解図である。図3(a)は、図1のA視平面図である。図3(b)は、図3(a)の模式的なB−B断面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係る駆動モジュールの組立状態の内部構成を示す模式的な斜視図である。図5は、図4におけるC−C線に沿う断面図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る駆動モジュールに用いる板ばね部材の平面図である。
なお、一部の図面では見易さのため、例えば、レンズユニット12などの構成部材を適宜省略して図示している。
[First Embodiment]
The drive module according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic perspective exploded view for explaining a mounting state of a drive module according to a first embodiment of the present invention on a substrate. FIG. 2 is a schematic perspective exploded view showing a schematic configuration of the drive module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view of FIG. 1A. FIG. 3B is a schematic BB cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view showing the internal configuration of the assembled state of the drive module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. FIG. 6 is a plan view of a leaf spring member used in the drive module according to the first embodiment of the present invention.
In some of the drawings, for the sake of clarity, for example, components such as the
本実施形態の駆動モジュール1は、図1に示すように、全体として箱型に形成されている。この駆動モジュール1は、組み立てて完成されたものが、電子機器などに設けられ、駆動モジュール1に制御信号や電力を供給する基板2上に嵌め込んだり、接着したりして固定することができる。
基板2の上面には、後述する駆動モジュール1の給電部材と接続されて電力を供給する一対のランド部3、および撮像素子30が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
On the upper surface of the
駆動モジュール1は、図1、2に示すように、レンズ枠4(被駆動体)、レンズユニット12(被駆動体、図1参照)、モジュール枠5(支持体)、平行板ばね対をなす上板ばね6および下板ばね7、モジュール下板8(支持体)、給電部材9、10、形状記憶合金(Shape Memory Alloy、以下、SMAと略称する)アクチュエータ40、およびカバー11(カバー部材)を主な構成部材とするものであって、これら構成部材が一体に積層されることで1つのアクチュエータを構成する。
これらの構成部材の組立状態では、図3(b)に示すように、レンズユニット12が螺合されたレンズ枠4は、モジュール枠5の内方に挿入され、上板ばね6、下板ばね7は、これらレンズ枠4とモジュール枠5とを図示上下方向から挟持した状態で、かしめにより固定され、これらの図示下方側からモジュール下板8が積層されて、モジュール枠5の下方から、かしめによりそれぞれ共に固定され、これらの積層体を上方側から覆うカバー11が、モジュール下板8に固定されてなる。
また、SMAアクチュエータ40は、レンズ枠4とモジュール下板8との間にそれぞれ給電部材9、10を介して挟持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In the assembled state of these constituent members, as shown in FIG. 3B, the
Further, the
なお、図中の符号Mは、レンズユニット12の光軸に一致する駆動モジュール1の仮想的な軸線であり、レンズ枠4の駆動方向を示している。以下では、説明の簡単のため、分解された各構成部材の説明においても、組立時の軸線Mとの位置関係に基づいて、位置や方向を参照する場合がある。例えば、構成部材に明確な円、円筒面が存在しない場合でも、誤解のおそれのない限り、軸線Mに沿う方向を、単に軸方向、軸線Mを中心とする円の径方向、周方向を、単に径方向、周方向、あるいは軸線Mに対する径方向、周方向と称する場合がある。
また、上下方向は、特に断らない限り、軸線Mを鉛直方向に配置し、駆動モジュール1の取付面が鉛直下方となる場合の配置における上下方向を指すものとする。
In addition, the symbol M in the figure is a virtual axis line of the
Further, unless otherwise specified, the vertical direction refers to the vertical direction in the arrangement when the axis M is arranged in the vertical direction and the mounting surface of the
レンズ枠4は、図2、図3(b)に示すように全体として筒状に形成された部材である。レンズ枠4の中央部には、軸線Mに同軸に設けられた筒状の収容部4A(筒状部)が形成され、その内周面4Fに雌ネジが形成されている。そして、収容部4Aには、適宜のレンズまたはレンズ群を、外周部に雄ネジが形成された鏡筒に保持したレンズユニット12(図3(b)、図5参照)を螺合して固定できるようになっている。
レンズユニット12がレンズ枠4に固定された状態で、レンズユニット12およびレンズ枠4は、略柱状体の被駆動体を構成している。
レンズ枠4の外壁面4Bには、図2に示すように、周方向に90度の角度をあけて径方向外方に向けて突出する突出部4Cが、軸方向に延ばして設けられ、これら各突出部4Cの上端部、下端部およびその近傍において、軸線Mに直交する平面からなる端面4a、4bが形成されている(図3(b)参照)。端面4a、4bの間の距離はH1とされている。端面4a、4b上には、軸線Mに沿う上方および下方に向けてそれぞれ突出する上側固定ピン13A、下側固定ピン13Bが、それぞれ4本ずつ設けられている。
上側固定ピン13Aは上板ばね6を、下側固定ピン13Bは下板ばね7を、それぞれ保持するためのものである。
The
In a state where the
As shown in FIG. 2, the
The
上側固定ピン13Aおよび下側固定ピン13Bの平面視の位置は、それぞれ異なっていてもよいが、本実施形態では、軸線Mに平行な4本の軸線にそれぞれ同軸となる位置関係に配置されている。このため、上板ばね6、下板ばね7における、上側固定ピン13A、下側固定ピン13Bの挿通位置は、それぞれ共通化されている。
また、上側固定ピン13Aおよび下側固定ピン13Bの径方向の各中心位置は、軸線Mからの距離が異なっていてもよいが、本実施形態では、同一円周上に配置されている。このため、それぞれの中心位置は正方格子状に配置されている。
The positions of the
Further, the radial center positions of the
レンズ枠4の径方向外側には、1つの突出部4Cの近傍の上端側の中間部から、径方向外方に突出するようにガイド突起4D(突起部)が設けられている。ガイド突起4Dの突出方向は、各上側固定ピン13Aおよび各下側固定ピン13Bの軸線Mを中心とする周方向の角度位置とは、図4に示すように、90度の整数倍から角度θ(ただし、θは鋭角)だけずらされた位置関係に設定される。すなわち、ガイド突起4Dが、正方形の対角線に沿うように配置されたとき、各上側固定ピン13Aおよび各下側固定ピン13Bは、すべて正方形の対角線から一定角度θだけずれた位置に配置されるようになっている。
A
ガイド突起4Dの径方向先端部は、図4に示すように、平面視で円状とされ、図3(b)に示すように、突起下面4gに、この円周よりも内側から下方に突出する円錐台状の係止突起4fが設けられている。
係止突起4fの外径は、先端部は後述するSMAアクチュエータ40および給電部材9の貫通孔9Aの内周部に挿入可能であり、基端部ではSMAアクチュエータ40および給電部材9の貫通孔9Aの内径よりやや小径とされる。これにより、係止突起4fに、貫通孔9A、SMAアクチュエータ40をこの順に下方から挿入することで、給電部材9を介してSMAアクチュエータ40の一端部をガイド突起4Dの下面に当接させた状態で、SMAアクチュエータ40を配置することが可能となっている。
As shown in FIG. 4, the distal end of the
As for the outer diameter of the locking
また、図2、5に示すように、ガイド突起4Dを近傍に有する突出部4Cに対して、周方向に隣接する一対の突出部4Cには、レンズ枠4の外壁面4Bの下部に沿って、各突出部4Cの側部から周方向に延ばされた突片状の度当り部4Eが設けられている。
各度当り部4Eはその上面に平滑な度当り面4eを有し、度当り面4eの軸方向の位置は、レンズ枠4が軸線Mに沿って、上方(図5の矢印(イ)方向)に一定距離以上に移動しようとした際に、後述するモジュール枠5の度当り受け部5E(図2、5参照)に当接する位置に設定される。
また、レンズ枠4は、本実施形態では、熱かしめまたは超音波かしめが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート(PC)、液晶ポリマー(LCP)樹脂などにより一体成形されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the pair of
Each
Further, in the present embodiment, the
モジュール枠5は、図2に示すように、平面視の外形が略矩形状に形成され、かつその中央部に、軸線Mに同軸に形成された貫通孔からなる収容部5A(筒状部)が形成された、筒状の部材であって、この収容部5A内にレンズ枠4が収容される。
モジュール枠5の上部および下部の四隅には、軸線Mに直交する平面からなる端面5a、5bが形成され、端面5aから上方に向けて上側固定ピン14Aが、また端面5bから下方に向けて下側固定ピン14Bが、それぞれ4本ずつ設けられている。
上側固定ピン14Aは上板ばね6を、下側固定ピン14Bは下板ばね7、モジュール下板8を、それぞれ保持するためのものである。
端面5a、5bの間の距離は、レンズ枠4の端面4a、4bの間の距離H1と同一距離に設定されている(図3(b)参照)。
As shown in FIG. 2, the
At the upper and lower corners of the
The
The
モジュール枠5の一隅には、図2、4に示すように、ガイド突起4Dの係止突起4fを含む先端部が張り出し可能とされ、軸線Mに沿う方向に、SMAアクチュエータ40が配置可能な切欠き部5Fが軸方向に貫通して設けられている。
また、切欠き部5Fが設けられた一隅およびこの一隅に隣接するモジュール枠5の一側面には、端面5aから段状に切り欠かれ、側面視で略矩形状をなす側面切欠き部5Gが形成されている。
この側面切欠き部5Gの軸方向の底部には、端面5aに平行な平面からなり給電部材9を取り付けるための給電部材受け面5cが形成されている。給電部材受け面5c上において、切欠き部5Fと反対側には、給電部材9を水平方向に係止するため、上方に突出された円柱状の係止突起5dが形成されている。
側面切欠き部5Gの下方側のモジュール枠5の外側面には、給電部材9の配線部9bを係止し、配線部9bを上下方向の位置決めを行う係止溝部5Hが形成されている。本実施形態の係止溝部5Hは、上下方向に延びる溝と、その下端側で水平方向に延びる溝とからなる形状とされる。
As shown in FIGS. 2 and 4, a tip portion including the locking
Further, at one corner where the
A power supply
On the outer surface of the
上側固定ピン14Aおよび下側固定ピン14Bの平面視の位置は、それぞれ異なっていてもよいが、本実施形態では、軸線Mに平行な4本の軸線にそれぞれ同軸となる位置関係に配置されている。このため、上板ばね6、下板ばね7における、上側固定ピン14A、下側固定ピン14Bの挿通位置は、それぞれ共通化されている。
本実施形態では、切欠き部5Fの近傍に位置する上側固定ピン14A、下側固定ピン14Bを除く3箇所では、モジュール枠5の各隅部において、モジュール枠5の外形の対角線に重なる位置に設けられている。切欠き部5Fの近傍に位置する上側固定ピン14A、下側固定ピン14Bは、側面切欠き部5Gを有しない側面側の端面5a、5bにそれぞれ設けられている。
The positions of the
In the present embodiment, in three places excluding the
モジュール枠5の収容部5A内には、図2、5に示すように、レンズ枠4の度当り部4Eに対向する2箇所に、内壁面5Dから径方向外側に向かい、軸方向には下端側から上端側の中間部まで形成された凹部である度当り受け部5Eが、レンズ枠4の各度当り部4Eを下方から挿入できるような形状に設けられている。
度当り受け部5Eは、軸方向の下方側に、度当り部4Eの度当り面4eを当接可能な受け面5eを有している。これにより、レンズ枠4がその軸線Mに沿い上方に所定距離だけ移動すると、各度当り受け部5Eの受け面5eが、それぞれ各度当り部4Eの度当り面4eと当接されるため、レンズ枠4の上方への移動が規制される。すなわち、度当り受け部5Eは、レンズ枠4の上方への移動範囲を規制する位置規制部を構成し、度当り部4Eは、モジュール枠5の位置規制部に当接可能に設けられた被位置規制部を構成する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
The
このような構成により、例えば、駆動モジュールを落下させるなどして、外部から大きな衝撃が加えられたとしても、レンズ枠4は、度当り受け部5Eの受け面5eの位置を超える上方には移動できないようになっている。
このような規制位置は、本実施形態では、レンズ枠4がカバー11に衝突せず、かつ、上板ばね6、下板ばね7の変形が、例えば、弾性限界より小さくなるように設定している。本実施形態では、基準位置における度当たり面4eと受け面5eとの間隔がΔHとされている(図5参照)。
また、度当り受け部5Eが、収容部5Aの中心から、モジュール枠5の矩形状外形の隅部に向かう位置に設けられているため、モジュール枠5において、収容部5Aから矩形状外形の隅部までの径方向の領域を有効利用することができる。
そのため、度当り受け部5Eをモジュール枠5の内側に設けても、モジュール枠5の外形を増大させないようにすることができるので、小型化、軽量化が可能となる。
With such a configuration, even when a large impact is applied from the outside, for example, by dropping the drive module, the
In this embodiment, such a restriction position is set so that the
Further, since the
For this reason, even if the receiving
また、モジュール枠5は、本実施形態ではレンズ枠4と同様に、熱かしめまたは超音波かしめが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート(PC)、液晶ポリマー(LCP)樹脂などにより一体成形されている。
Further, in the present embodiment, the
モジュール枠5およびモジュール枠5内に挿入されたレンズ枠4のそれぞれの上部と下部には、図5に示すように、モジュール枠5の端面5a、レンズ枠4の端面4aには、上板ばね6が、モジュール枠5の端面5b、レンズ枠4の端面4bには、下板ばね7が、それぞれ積層されている。
本実施形態では、図6に示すように、上板ばね6および下板ばね7は同一形状に打ち抜かれた平板状の板ばね部材であり、例えば、ステンレス(SUS)鋼板などのばね性を有する金属板からなる。
As shown in FIG. 5, the
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the
上板ばね6(下板ばね7)の形状は、図6に示すように、平面視の外形が、モジュール枠5の上側(下側)の端部と同様な略矩形状とされる。このため、上板ばね6(下板ばね7)の1つの隅部は、モジュール枠5の切欠き部5Fに対応して、略同形状の切欠き部6G(7G)が設けられている。上板ばね6(下板ばね7)の外形線を延ばした交点を、切欠き部6G(7G)の側から図示反時計回りに、点P1、P2、P3、P4とし、すると、線分P1P3、P2P4は、上板ばね6(下板ばね7)の外形の対角線となっており、軸線Mで交差するようになっている。
また、上板ばね6(下板ばね7)の中央部には、軸線Mと同軸で、レンズ枠4の内周面4Fよりわずかに大きな円状の開口6C(7C)が形成され、全体としてリング状とされている。
上板ばね6(下板ばね7)の3つの隅部および切欠き部6G(7G)の近傍には、モジュール枠5の3つの隅部および切欠き部5Fの近傍に形成された上側固定ピン14A(下側固定ピン14B)の配置位置に対応して、各上側固定ピン14A(下側固定ピン14B)にそれぞれ挿通可能な4つの貫通孔6B(7B)が設けられている。本実施形態では、点P4の近傍の貫通孔6B(7B)が基準円孔、点P2の近傍の貫通孔6B(7B)が小判孔とされ、モジュール枠5に対する軸線Mに直交する平面内の位置決めが可能となっている。
As shown in FIG. 6, the shape of the upper leaf spring 6 (lower leaf spring 7) has a substantially rectangular shape in which the outer shape in plan view is the same as the upper (lower) end of the
A
In the vicinity of the three corners of the upper leaf spring 6 (lower leaf spring 7) and the
また、上板ばね6(下板ばね7)には、レンズ枠4に形成された上側固定ピン13A(下側固定ピン13B)の配置位置に対応して、各上側固定ピン13A(下側固定ピン13B)にそれぞれ挿通可能な4つの貫通孔6A(7A)が設けられている。
すなわち、本実施形態では、各貫通孔6A(7A)は、図4に示すモジュール枠5の外形の対角線に対する上側固定ピン13A(下側固定ピン13B)の配置の角度ずれ量θに対応して、線分L1(線分P1M)に対して、90度の整数倍から角度θだけずれた位置に形成されている。そして、これら貫通孔6A(7A)が設けられた部分は、開口6C(7C)に沿う円環部6F(7F)によって、周方向に連結されている。
本実施形態では、このような配置として角度θを適切な値に設定することで、貫通孔6A(7A)が位置する軸線Mを中心とした円の円径と、貫通孔6B(7B)が配置される軸線Mを中心とした円の円径との径の差が、角度θが0度となるように配置する場合に比べて、小さくなるようにそれぞれの配置位置を設定することができる。
Further, the upper plate spring 6 (lower plate spring 7) has upper fixing pins 13A (lower fixing pins) corresponding to the positions of the upper fixing pins 13A (lower fixing
That is, in this embodiment, each through-
In this embodiment, by setting the angle θ to an appropriate value in such an arrangement, the diameter of the circle centering on the axis M where the through
また、開口6C(7C)の径方向外側には、軸線Mを挟んで互いに対角方向に対向する貫通孔6A(7A)の近傍位置から、周方向に略半円弧状に延びる4つのスリット6D(7D)が円環部6F(7F)の径方向外側で、それぞれ、略四分円弧ずつ径方向に重なった状態に形成されている。
これにより、上板ばね6(下板ばね7)の外側の矩形状枠体から、略四分円弧状に延ばされた4つのばね部6E(7E)が、それぞれ1つずつ貫通孔6A(7A)近傍に延ばされた板ばね部材が形成されている。すなわち、矩形状の枠体に対して、円環部6F(7F)が、4本のばね部6E(7F)によって、4箇所で均等に弾性支持される板ばね部材が形成されている。
Further, on the outer side in the radial direction of the opening 6C (7C), four
Thereby, four
モジュール下板8は、図2に示すように、モジュール枠5の各下側固定ピン14Bを下板ばね7の貫通孔7Bに貫通させるとともに、モジュール枠5内に収容したレンズ枠4の各下側固定ピン13Bを下板ばね7の貫通孔7Aに貫通させた状態で、モジュール枠5との間で、下板ばね7を下方側から挟んで積層し、下板ばね7の矩形状の外形枠をモジュール枠5の端面5bに対して密着状態に固定するものである。
モジュール下板8の形状は、モジュール枠5の外形と略同様の矩形状外形を有する板状部材であり、中央部に軸線Mを中心とする略円形状の開口8Aが厚さ方向に貫通して形成されている。
そして、開口8Aには、レンズ枠4の各下側固定ピン13Bの配置位置に対応する位置に、径方向外側に向かって延ばされ、下板ばね7を積層させる上面8aから平面視U字状で裏面側に向かって陥没された4つの凹部8Bが形成されている。これにより、後述するレンズ枠4のかしめ部との干渉を避けることができるようになっている。
開口8Aの円形部の内径は、下板ばね7の開口7Cの内径と同等もしくはより小さい径とされ、上面8aは、下板ばね7のばね部7E、円環部7Fが突き当て可能な平面を構成している。
As shown in FIG. 2, the module
The shape of the module
The
The inner diameter of the circular portion of the
また、モジュール下板8の上面8aには、組立状態でガイド突起4Dに対向する隅部から、モジュール枠5の側面切欠き部5Gが設けられている側に向かって、上面8aよりわずかに低く、上面8aと平行な給電部材受け面8f(支持部)が設けられている。そして、給電部材受け面8f上には、組立状態でモジュール枠5の切欠き部5Fおよびレンズ枠4の係止突起4fに対向する位置に、円錐台状の係止突起8dが形成されている。また、係止突起8dから離間された位置に、後述する給電部材10を係止するための円柱突起からなる係止部8eが設けられている。
なお、給電部材受け面8fと上面8aとの段差は、給電部材10の板厚よりも大きな段差とし、給電部材10と下板ばね7の接触がないようにする。必要であれば給電部材10をモジュール下板8に接着などにより固定する。
Further, the
The step between the power supply
係止突起8dの外径は、先端部は後述するSMAアクチュエータ40および給電部材10の貫通孔10Aの内周部に挿入可能であり、基端部ではSMAアクチュエータ40および給電部材10の貫通孔10Aの内周部に略内接するような大きさとされる。これにより、係止突起8dに、給電部材10の貫通孔10A、SMAアクチュエータ40をこの順に上方から挿入することで、給電部材10を介してSMAアクチュエータ40の下端部をモジュール下板8の給電部材受け面8fに当接させた状態で、SMAアクチュエータ40を軸線Mに対する周方向に位置決めすることが可能となっている。
このように、係止突起8dの近傍の給電部材受け面8fは、被駆動体の突起部に対向する位置に設けられた支持部を構成しており、モジュール下板8は、筒状部である収容部5Aを有するモジュール枠5とともに、支持体を構成している。
また、モジュール下板8の周縁に位置する各隅部にはモジュール枠5の各下側固定ピン14Bの配置位置に対応して、これら下側固定ピン14Bをそれぞれ挿通させる貫通孔8Cが形成されている。
As for the outer diameter of the locking
As described above, the power supply
In addition, through
また、モジュール下板8の下面8bには、図3(b)、図5に示すように、開口8Aに沿って下方に突出された凸部8Dが形成されている。凸部8Dの端面8cは、基板2に当接する取付面を構成しており、基板2に対する軸線M方向、すなわち光軸方向に位置決めする位置決めスペーサの機能を有している。凸部8Dの端面8cと下面8bとの間の段差は、下側固定ピン14Bをモジュール下板8にかしめて組み立てたときに、このかしめ部よりも下方側に突出されるような高さに設定される。
Further, on the
モジュール下板8の材質は、本実施形態では、電気絶縁性を有する合成樹脂を採用している。
このため、モジュール下板8は、給電部材10を基板2に対して電気的絶縁状態で固定する絶縁部材となっている。
In the present embodiment, the module
For this reason, the module
給電部材9は、ランド部3に供給された電流をSMAアクチュエータ40の上端側に供給するためのもので、プレス加工された折れ線状の金属板部材からなる。本実施形態では、図2に示すように、水平方向に線状に延ばされた可撓性を有する配線部9cの一端に、中心にレンズ枠4の係止突起4fをその基端部まで貫通させる貫通孔9Aが形成された円環状の給電部9dが形成され、配線部9cの他端にモジュール枠5の係止突起5dを貫通させる貫通孔9Bが形成され、それらの中間部から下方に配線部9bが折り曲げられ、配線部9bの先端が水平方向に折り曲げられて、ランド部3に接合可能な端子部9aが形成されている。
給電部9dは、SMAアクチュエータ40の上端部が当接可能な大きさとされ、貫通孔9Aは、係止突起4fの基端部の外径よりも大径とされている。
配線部9bは、モジュール枠5の係止溝部5Hに係止可能とされ、配線部9cを給電部材受け面5cに密着させた状態で上下方向の位置を固定できるようになっている。本実施形態では、係止溝部5Hの角形状に合わせて、配線部9cから下方に延ばされてから水平方向に屈曲されて、下方に延ばされた形状とされる。
配線部9bの長さは、モジュール枠5の給電部材受け面5cからモジュール枠5に組み付けられたモジュール下板8の凸部8Dの端面8cまでの距離と等しい長さとされる。
配線部9bの配線部9cに対する接続位置は、接続位置から給電部9dまでの間で配線部9cが容易にたわむことができるように、配線部9cの他端側までの長さに比べて長い設定とされる。
The
The
The
The length of the
The connection position of the
給電部材10は、ランド部3に供給された電流をSMAアクチュエータ40の下端側に供給するためのもので、プレス加工された折れ線状の金属板部材からなる。本実施形態では、図2に示すように、水平方向に線状に延ばされた配線部10cの一端に、中心にモジュール下板8の係止突起8dをその基端部まで貫通させる貫通孔10Aが形成された円環状の給電部10dが形成され、配線部10bの他端にモジュール下板8の係止部8eを貫通させる貫通孔10Bが形成され、この他端側から下方に折り曲げられた配線部10bが形成され、配線部10bの先端が水平方向に折り曲げられて、ランド部3に接合可能な端子部10aが形成されている。
配線部10bの長さは、モジュール下板8の給電部材受け面8fから凸部8Dの端面8cまでの距離と等しい長さとされる。
The
The length of the
本実施形態では、図4に示すように、端子部9a、10aは、モジュール枠5において、側面切欠き部5Gが設けられた側の側面から径方向外方に並列して突出し、図1、図3(a)に示すように、カバー11の側壁部11Dから突出するように設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
カバー11は、図1、2に示すように、上面11Eの外縁部から下方側に、モジュール枠5を外嵌可能に覆う側壁部11Dが延ばされ、下方側に矩形状の開口11Cが形成された部材であり、上面11Eの中央部に軸線Mを中心とした円状の開口11Aが設けられている。開口11Aの大きさは、レンズユニット12が出し入れ可能な大きさとされる。
上面11Eの裏面には、組立状態のレンズ枠4の上面側に形成されるかしめ部などの突起部との干渉を避けるための凹部11B(図5参照)などが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
On the back surface of the
このように、カバー11は、外形が略角柱状とされ、柱中心が軸線に沿って配置されることで、レンズ枠4、モジュール枠5、およびSMAアクチュエータ40を軸線に対する径方向外側から囲繞するカバー部材となっている。そして、レンズ枠4のガイド突起4Dおよび支持体の支持部である給電部材受け面8fは、カバー11の柱角部近傍に設けられていることになる。
このため、レンズ枠4の外周部からカバー11の柱角部までの間の空間を有効利用して、ガイド突起4D、給電受け面8fを配置し、さらにこれらの間の軸方向の空間にSMAアクチュエータ40を配置することができるので、コンパクトな構成となる。
Thus, the
For this reason, the space between the outer periphery of the
SMAアクチュエータ40は、本実施形態では、SMAの素線をコイル状に巻いて、変態後の高温側の相状態のコイル長さが低温側の変態開始前の相状態のコイル長さに比べて長くなるように形状記憶したものである。
SMAアクチュエータ40のコイル内径は、ガイド突起4Dの係止突起4f、モジュール下板8の係止突起8dをそれぞれ内周部に挿入可能な大きさとされている。給電部材9の給電部9d、給電部材10の給電部10dを、それぞれ、係止突起4f、8dに挿入された状態で、係止突起4f、8dに両端部を挿入することで、それぞれ給電部9d、10dを介して、ガイド突起4Dの突起下面4gと、モジュール下板8の給電部材受け面8fとを軸線Mに沿う方向に付勢可能な状態に組み付けられている。
SMAアクチュエータ40のコイル長さは、低温側の変態開始温度でのコイル長さは、図3(b)に示すように、組立状態のガイド突起4Dの突起下面4gとモジュール下板8の給電部材受け面8fとの距離から、給電部9d、10の厚さを引いた距離H2とされる。長さH2は、本実施形態では、H1より短い寸法に設定されている。
また、高温側の変態終了温度以上の温度では、レンズ枠4を度当り部4Eと度当り受け部5Eとが当接する駆動の限界まで付勢できる寸法とされる。このため、SMAアクチュエータ40の長さは、長さ(H2+ΔH)以上となるように形状記憶される。
In the present embodiment, the
The inner diameter of the coil of the
As shown in FIG. 3B, the coil length of the
Further, at a temperature equal to or higher than the transformation end temperature on the high temperature side, the
このような構成の駆動モジュール1は、以下の手順で組み立てられる。
まず、給電部材9をモジュール枠5に組み付ける。すなわち、給電部材9の貫通孔9Bを係止突起5dに挿入しつつ、配線部9bを係止溝部5Hに係止させる。
次に、ガイド突起4Dがモジュール枠5の切欠き部5Fおよび給電部材9の貫通孔9Aの上方に位置するように、収容部5A内にレンズ枠4を挿入し、モジュール枠5の各端面5aと、レンズ枠4の端面4aとを同一高さに揃える。このとき、係止突起4fは、貫通孔9A内に挿入されている。
そして、モジュール枠5の各上側固定ピン14Aとレンズ枠4の各上側固定ピン13Aとに、上板ばね6の各貫通孔6A、6Bをそれぞれ挿通する。
その後、上板ばね6の各貫通孔6A、6Bを貫通して上方に突き出された各上側固定ピン14A、13Aの先端部を、図示しないヒータチップにより熱かしめして、それぞれかしめ部16、17(図3(b)、図4、図5参照)を形成する。なお、超音波かしめを用いる場合には、ヒータチップに代えて超音波振動子を用いる(以下の熱かしめも同様)。
The
First, the
Next, the
Then, the through
Thereafter, the tip portions of the upper fixing pins 14A and 13A protruding upward through the through
次に、レンズ枠4の各下側固定ピン13Bに、下板ばね7の各貫通孔7Aをそれぞれ挿通するとともに、モジュール枠5の各下側固定ピン14Bに、下板ばね7の各貫通孔7Bを挿通する。この状態で、下板ばね7の各貫通孔7Aを貫通して下方に突き出された各下側固定ピン13Bの先端部を、ヒータチップにより熱かしめして、かしめ部18(図5参照)を形成する。
一方、給電部材10の貫通孔10A、10Bを、それぞれモジュール下板8の係止突起8d、係止部8eに挿通させて、給電部材10を給電部材受け面8f上に配置し、さらに、SMAアクチュエータ40の下端部を係止突起8dに挿通させて、給電部材10の給電部10d上に載置する。そして、この状態で、下板ばね7から下方に突き出された各下側固定ピン14Bがモジュール下板8の各貫通孔8Cに挿通するように、モジュール下板8を積層させる。このとき、SMAアクチュエータ40の上端部は、係止突起4fが内周部に挿入され、ガイド突起4Dの下面との間に給電部9dを挟持する状態とされる。そして、かしめ部18は、モジュール下板8に凹部8Bが形成されているため、モジュール下板8とは接触しない。
この組立状態で、各貫通孔8Cを貫通して下方に突き出された各下側固定ピン14Bの下端部を、ヒータチップにより熱かしめして、かしめ部19(図3(b)参照)を形成する。
Next, the through
On the other hand, the through
In this assembled state, the lower end portion of each
このようにして、レンズ枠4とモジュール枠5の両端部に、上板ばね6、下板ばね7、モジュール下板8が積層固定される。このとき、無負荷状態では、上板ばね6、下板ばね7の互いに対向する各ばね部6E、7Eは、変形を起こさないため、互いに平行になっている。そして、端面4bに密着された下板ばね7の円環部7Fは、モジュール下板8の上面8aに密着して支持されている。
In this way, the
また、SMAアクチュエータ40は、組立時の温度では、低温側の相状態にあり、上端は給電部9dに、下端は給電部10dに、それぞれ当接されている。これにより、SMAアクチュエータ40と、給電部材9、10との電気的導通状態が実現されている。
次に、カバー11を上方から被せて、カバー11の開口11Aと反対側の開口部において、モジュール下板8に固定する。カバー11の固定手段としては、適宜の手段を採用することができる。例えば、側壁部11Dに係合爪などを設けてはめ込みによって接合したり、側壁部11Dとモジュール下板8とを接着、または溶着して接合したりする。
以上で、駆動モジュール1の組み立てが完了する。
Further, the
Next, the
Thus, the assembly of the
次に、必要に応じて、駆動モジュール1の端子部9a、10aを、基板2上のランド部3(図1参照)に位置合わせして、駆動モジュール1を基板2上に取り付ける。そして、半田付けまたは導電性接着材などの手段によって、端子部9a、10aをランド部3に対して電気的に接続する。このとき、かしめ部19は、モジュール下板8の凸部8Dの高さより低い高さとなっているので、基板2とは離間されている。
駆動モジュール1の基板2上への取り付けは、接着、嵌め込みなどの固定手段が採用することができる。
基板2は、駆動モジュール1に付属する独立した部材であってもよいし、電子機器等に接続、配置された部材であってもよい。
Next, the
For mounting the
The
次に、カバー11の開口11Aを通じてレンズ枠4内にレンズユニット12を螺合して取り付ける。
このように、レンズユニット12を最後に取り付けているのは、組立作業により、レンズユニット12のレンズが汚れたり、ゴミなどが付着したりしないためであるが、例えば、駆動モジュール1をレンズユニット12が取り付けられた製品状態で出荷する場合や、カバー11の開口11Aをレンズユニット12の外形より小さくしたい場合、例えば開口絞りを兼用するような場合などには、あらかじめレンズ枠4に螺合しておいて、上記の組み立てを行うこともできる。
Next, the
As described above, the
このような構成の駆動モジュール1によれば、SMAアクチュエータ40は、ガイド突起4Dの突起下面4gとモジュール下板8の給電部材受け面8fとの間に駆動方向に沿って配置されるので、駆動方向から見てコンパクトな構成とすることができる。
また、SMAアクチュエータ40は、給電部材9、10に対して端部を当接、付勢することで、電気的に接続されているので、組み立てが容易となる。また、SMA素線をかしめたりする必要がないので、部品点数が低減されるとともに、コイル長に取付誤差が生じたり、取り付け部分に経時的な劣化が発生したりしない。
According to the
Further, the
次に、駆動モジュール1の動作について説明する。
駆動モジュール1は、端子部9a、10aに電力が供給されない状態では、SMAアクチュエータ40が低温側の相状態にあるため、コイル長が最短の状態にある。そのため、図3(b)に示すように、レンズユニット12が取り付けられたレンズ枠4の端面4bが、円環部7Fを介して、モジュール下板8の上面8aに突き当てられている。
これにより、レンズ枠4が、駆動の基準位置に位置づけられる。この基準位置は、本実施形態の場合、撮像素子30に対するレンズユニット12の焦点位置が無限遠となるように設定されている。
Next, the operation of the
The
Thereby, the
端子部9a、10aから給電部材9、10に電力を供給すると、SMAアクチュエータ40に電流が流れる。これにより、SMAアクチュエータ40にジュール熱が発生して、SMAアクチュエータ40の温度が上昇し、SMAアクチュエータ40の変態開始温度を超えると、SMAアクチュエータ40は、形状記憶されたコイル長に向けて伸長していく。
When power is supplied to the
これにより、給電部9dを介してガイド突起4Dが上方に付勢され、レンズ枠4が、上方(図3(b)中の(イ)方向)に基準位置からΔHを限度として移動する(図3(b)の二点鎖線参照)。このとき、配線部9cは、十分な可撓性を有しており、配線部9bの折り曲げ部を支点として、SMAアクチュエータ40の伸長に追従して、上方側にたわんでいく。
また、上板ばね6、下板ばね7のばね部6E、7Eが、それぞれ変形し、変形量に応じた弾性復元力が、円環部6F、7Fを介して、レンズ枠4に付勢される。このとき、上板ばね6、下板ばね7は、無負荷状態で互いに平行とされ、各ばね部6E、7Eが軸線M方向に等距離を保って変形するため、平行ばねを構成している。これにより、レンズ枠4は、軸線Mに沿って平行移動する。
レンズ枠4は、上板ばね6、下板ばね7からの弾性復元力がSMAアクチュエータ40の付勢力につり合う位置で停止する。SMAアクチュエータ40からの付勢力は、SMAアクチュエータ40のジュール発熱による温度、すなわち、SMAアクチュエータ40に流れる電流量によって決まるため、電流量を変化させることで、レンズ枠4の移動量を変化させることができる。
As a result, the
Further, the
The
また、電力の供給を停止すると、SMAアクチュエータ40から放熱が進むため、SMAの冷却時の温度歪み特性にしたがって、変態開始前のコイル長に収縮してゆき、上板ばね6、下板ばね7に対する力のつり合い位置も変化するため、レンズ枠4は、下方(図中の(ロ)方向)のつり合い位置まで移動する。本実施形態では、図3(b)に示すような基準位置に戻る。
このようにして、電力供給量を制御することで、レンズ枠4を軸線M方向に駆動することができる。また、異なる位置に駆動する場合、電力供給を停止し、レンズ枠4を基準位置に戻してから、再度、駆動量に応じた電力を供給することで、異なる位置に正確に駆動させることができる。
Further, when the supply of power is stopped, heat radiation proceeds from the
Thus, the
このように、本実施形態では、摺動負荷が発生する軸方向のガイド部材などを用いることなく、上板ばね6、下板ばね7によってレンズ枠4を正確に軸線M上に沿って移動させることができる。このため、駆動負荷が低減されるとともに、部品点数が削減され、構成を簡素化、小型化することが可能となっている。
また、駆動モジュール1の駆動範囲や駆動力は、SMAアクチュエータ40の巻き数や、素線径、形状記憶するコイル長などを変えることで容易に調整することができるため、例えば、同様な駆動範囲や駆動力を得るためにSMAワイヤを用いる場合に比べて、コンパクトな構成とすることができる。
Thus, in the present embodiment, the
In addition, the driving range and driving force of the
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る駆動モジュールについて説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る駆動モジュールの概略構成を示す模式的な斜視分解図である。図8(a)は、図1のA視に相当する平面図である。図8(b)は、図8(a)の模式的なD−D断面図である。図9は、本発明の第2の実施形態に係る駆動モジュールの組立状態の内部構成を示す模式的な斜視図である。図10は、本発明の第2の実施形態に係る駆動モジュールに用いる板ばね部材の平面図である。
なお、一部の図面では見易さのため、例えば、レンズユニット12などの構成部材を適宜省略して図示している。
[Second Embodiment]
A drive module according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic perspective exploded view showing a schematic configuration of a drive module according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8A is a plan view corresponding to the view A of FIG. FIG.8 (b) is typical DD sectional drawing of Fig.8 (a). FIG. 9 is a schematic perspective view showing the internal configuration of the assembled state of the drive module according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view of a leaf spring member used in the drive module according to the second embodiment of the present invention.
In some of the drawings, for the sake of clarity, for example, components such as the
本実施形態の駆動モジュール100は、上記第1の実施形態のSMAアクチュエータ40に代えて、SMAアクチュエータ140を備えるもので、図1に示すように、駆動モジュール1と同様に、全体として箱型に形成され、組み立てて完成されたものが、電子機器などに設けられ、駆動モジュール100に制御信号や電力を供給する基板2上に嵌め込んだり、接着したりして固定することができる。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
The
駆動モジュール100は、図1、7に示すように、レンズ枠104(被駆動体)、レンズユニット12(被駆動体、図1参照)、モジュール枠105(支持体)、平行板ばね対をなす上板ばね106および下板ばね107、モジュール下板108(支持体)、給電部材110、SMAアクチュエータ140、およびカバー111を主な構成部材とするものであって、これら構成部材が軸線Mに沿って一体に積層されることで1つのアクチュエータを構成する。
これらの構成部材の組立状態では、図8(b)に示すように、レンズユニット12が螺合されたレンズ枠104は、モジュール枠105の内方に挿入され、上板ばね106、下板ばね107は、これらレンズ枠104とモジュール枠105とを図示上下方向から挟持した状態とされ、これらの図示下方側からモジュール下板108が積層され、モジュール枠105の下方から、かしめによりそれぞれ共に固定され、これらの積層体を上方側から覆うカバー111が、モジュール下板108に固定されてなる。
また、SMAアクチュエータ140は、レンズ枠104を外周側から囲繞した状態でモジュール枠105の内部に収容され、上下端部が、それぞれ上板ばね106、給電部材110の間に挟持されている。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
In the assembled state of these structural members, as shown in FIG. 8B, the
The SMA actuator 140 is housed inside the
レンズ枠104は、図7、図8(b)に示すように、軸方向の端面104a、104bがいずれも中心軸に直交する平面からなる軸方向長さがh1の円筒状の部材である。レンズ枠104の中央部には、軸線Mに同軸に設けられた筒状の収容部4Aが形成され、その内周面4Fに雌ネジが形成されている。そのため、上記第1の実施形態と同様に、レンズユニット12を螺合して固定できるようになっている。
レンズユニット12がレンズ枠104に固定された状態で、レンズユニット12およびレンズ枠104は、略柱状体の被駆動体を構成している。
レンズ枠104の材質は、本実施形態では、電気絶縁性を有する合成樹脂からなる。
As shown in FIGS. 7 and 8B, the
In a state where the
In this embodiment, the
モジュール枠105は、図7に示すように、平面視の外形が略矩形状に形成され、かつその中央部に、軸線Mに同軸に形成された貫通孔からなる収容部105A(筒状部)が形成された、筒状の部材であって、端面105a、105bは軸線Mに直交する平面からなり、それぞれの間の距離はh1とされている。
収容部105A内には、レンズ枠104およびSMAアクチュエータ140を収容できるようになっている。
収容部105Aの内周部は、SMAアクチュエータ140のコイル外径よりもわずかに大きな内径を有する内壁面105Dと、端面105aから深さh2(ただし、h2<h1)の位置に内壁面105Dの径方向内側に突出され、レンズ枠104の外径よりもわずかに大きい内径を有する円環状の突起部105Cとを備える(図8(b)参照)。
モジュール枠105の一側面には、端面105aから深さh2の範囲で、内壁面105Dから径方向外側に向かって貫通するスリット105Eが形成されている。
このスリット105Eの隣には、後述する上板ばね106の配線部106bを外側面に沿って下方に導くためのガイド溝105Fが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
The
The inner peripheral portion of the
On one side of the
Next to the
突起部105Cの上面には、給電部材110が配置されている。
給電部材110は、ランド部3に供給された電流をSMAアクチュエータ140の下端側に供給するためのもので、プレス加工された金属板部材からなる。給電部材110は、図7に示すように、突起部105Cの上面を略覆う円環部110dと、円環部110dの外周側に水平に突出されてから下方に折り曲げられた帯状の配線部110bと、配線部110bの先端部から径方向外側に向けて水平に折り曲げられた端子部110aとを備える。
配線部110b、円環部110dは、それぞれモジュール枠105のスリット105E、収容部105Aに対して、上方から挿入可能とされている。そして、円環部110dが突起部105C上に載置された状態で、配線部110bは、モジュール枠105の外側面に沿って下方側に延ばされている。配線部110bの上下方向の長さは、駆動モジュール100が、基板2に取り付けられたときに、端子部110aが基板2上のランド部3に当接できる長さとされる(図9参照)。
A
The
The
モジュール枠105の上部および下部の四隅には、軸線Mに直交する平面からなる端面105a、105bが形成され、端面105aから上方に向けて上側固定ピン14Aが、また端面105bから下方に向けて下側固定ピン14Bが、それぞれ4本ずつ設けられている。
上側固定ピン14Aは上板ばね106を、下側固定ピン14Bは下板ばね107、モジュール下板108を、それぞれ保持するためのものである。
端面105a、105bの間の距離は、レンズ枠104の端面104a、104bの間の距離と同一距離に設定されている(図8(b)参照)。
At the upper and lower corners of the
The
The distance between the end faces 105a and 105b is set to the same distance as the distance between the end faces 104a and 104b of the lens frame 104 (see FIG. 8B).
上側固定ピン14Aおよび下側固定ピン14Bの平面視の位置は、それぞれ異なっていてもよいが、本実施形態では、軸線Mに平行な4本の軸線にそれぞれ同軸となる位置関係に配置されている。このため、上板ばね106、下板ばね107における、上側固定ピン14A、下側固定ピン14Bの挿通位置は、それぞれ共通化されている。
本実施形態では、上側固定ピン14A、下側固定ピン14Bは、いずれもモジュール枠105の各隅部において、モジュール枠105の外形の対角線に重なる位置に設けられている。
The positions of the
In the present embodiment, both the upper fixing pin 14 </ b> A and the lower fixing pin 14 </ b> B are provided at positions that overlap diagonal lines of the outer shape of the
モジュール枠105は、熱かしめまたは超音波かしめが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート(PC)、液晶ポリマー(LCP)樹脂などにより一体成形されている。
The
SMAアクチュエータ140は、上記第1の実施形態のSMAアクチュエータ40と、コイル径およびコイル長のみが異なる。
SMAアクチュエータ140のコイル外径は、モジュール枠5の内壁面105Dの内径より小さく、コイル内径は、レンズ枠104の外径よりも大径とされる。
SMAアクチュエータ140のコイル長さは、無通電時には、長さh2とされている。また、高温側の変態終了温度では、上板ばね106、下板ばね107に抗してレンズ枠104を基準位置からΔhだけ移動可能な長さに伸長されるように、形状記憶されている。
SMAアクチュエータ140は、内側にレンズ枠104を挿通させて、下端部をモジュール枠105の収容部105A内に配置された給電部材110の円環部110dに当接させた状態で収容部105A内に収容されている。そして、SMAアクチュエータ140の上端部は、後述する上板ばね106の円環部106Fに上側から当接されている。
The SMA actuator 140 differs from the
The coil outer diameter of the
The coil length of the
The SMA actuator 140 is inserted into the
モジュール枠105およびモジュール枠105内に挿入されたレンズ枠104のそれぞれの上部と下部には、図8(b)に示すように、モジュール枠105の端面105a、レンズ枠104の端面104aには上板ばね106が、モジュール枠105の端面105b、レンズ枠104の端面104bには、下板ばね107が、それぞれ積層されている。
本実施形態では、図7、10に示すように、上板ばね106および下板ばね107は同一形状に打ち抜かれた平板部を有する板ばね部材であり、上板ばね106には、平板部の端部から、下方に帯状の配線部106bが延ばされ、配線部106bの下端から水平方向の径方向外側に折り曲げられた端子部106aが形成されている点のみが異なる。
配線部106bの長さは、組立状態で、端子部106aが、基板2のランド部3に当接可能となる長さに設定される。
上板ばね106および下板ばね107は、例えば、SUS鋼板などのばね性を有する金属板からなる。
As shown in FIG. 8B, the
In this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 10, the
The length of the
The
上板ばね106(下板ばね107)の平面視形状は、図9、10に示すように、外形が、モジュール枠105の上側(下側)の端部と同様な略矩形状とされる。
また、上板ばね106(下板ばね107)中央部には、軸線Mと同軸に配置されレンズ枠104の内周面4Fよりわずかに大きな円状の開口106Cを有する円環部106Fが形成され、外周側には、モジュール枠105の端面105a(105b)に略重なる形状の外周枠部106Aが形成され、全体としてリング状とされている。
円環部106Fの外径は、本実施形態では、レンズ枠104の外径よりも大径で、モジュール枠105の内壁面105Dの内径よりも小径とされ、かつ、SMAアクチュエータ140の内径よりも大径とされる。そして、上板ばね106(下板ばね107)の円環部106Fは、例えば、接着など適宜の固定手段によって、端面105a(105b)に固定されるようになっている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the plan view shape of the upper leaf spring 106 (lower leaf spring 107) has a substantially rectangular shape whose outer shape is the same as the upper (lower) end of the
In addition, an
In this embodiment, the outer diameter of the
円環部106Fの径方向外側には、周方向に3つに分割された円弧状に延びる3つのスリット106D、円環部106Fに対する同心円弧状の3つのばね部106E、3つのスリット106G、および外周枠部106Aがこの順に形成されている。
各ばね部106Eの一方の端部は、周方向に120°ピッチで設けられた径方向内側に延びる3つの内側支持部106cにより、それぞれ円環部106Fに連結されている。また、各ばね部106Eの他方の端部は、周方向に120°ピッチで設けられた径方向外側に延びる3つの外側支持部106dにより、外周枠部106Aに連結されている。
各内側支持部106cは、周方向に隣接するばね部106Eの外側支持部106dとわずかの隙間を空けて隣接されている。これにより、各スリット106Dは、外側支持部106d側で周方向に隣接するスリット106Gと連通されている。
これにより、外周枠部106Aに対して、円環部106Fが、3本のばね部106Eによって、3箇所で均等に弾性支持される板ばね部材が形成されている。
On the radially outer side of the
One end of each
Each
Thus, a leaf spring member is formed in which the
上板ばね106(下板ばね107)の外周枠部106Aの隅部の近傍には、モジュール枠105の4つの隅部の近傍に形成された上側固定ピン14A(下側固定ピン14B)の配置位置に対応して、各上側固定ピン14A(下側固定ピン14B)にそれぞれ挿通可能な4つの貫通孔106B(107B)が設けられている。本実施形態では、軸線Mを挟んで対向する一対の貫通孔106B(107B)は、一方が基準円孔、他方が小判孔とされ、モジュール枠105に対する軸線Mに直交する平面内の位置決めが可能となっている。
Arrangement of upper fixing pins 14A (lower fixing
モジュール下板108は、図7、図8(b)に示すように、モジュール枠105の各下側固定ピン14Bを下板ばね107の貫通孔106Bに貫通させた状態で、モジュール枠105との間で、下板ばね107を下方側から挟んで積層し、下板ばね107の外周枠部106Aをモジュール枠105の端面105bに対して密着状態に固定するものである。
モジュール下板108の形状は、モジュール枠105の外形と略同様の矩形状外形を有する板状部材であり、中央部に軸線Mを中心とする略円形状の開口108Aが厚さ方向に貫通して形成されている。
開口108Aの内径は、レンズ枠104の外径よりも小径で、内径よりも大径とされる。このため、モジュール下板108の上面108aは、下板ばね107の円環部106Fを挟んで、レンズ枠104の端面104bを係止し、レンズ枠104を駆動の基準位置に位置決めする突き当て面を構成している。
The module
The shape of the module
The inner diameter of the
また、モジュール下板108の下面108bには、図8(b)に示すように、開口108Aに沿って下方に突出された凸部108Dが形成されている。凸部108Dの端面108cは、基板2に当接する取付面を構成しており、基板2に対する軸線M方向、すなわち光軸方向に位置決めする位置決めスペーサの機能を有している。凸部108Dの端面108cと下面108bとの間の段差は、下側固定ピン14Bをモジュール下板108にかしめて組み立てたときに、このかしめ部よりも下方側に突出されるような高さに設定される。
Further, as shown in FIG. 8B, a
モジュール下板108の材質は、本実施形態では、電気絶縁性を有する合成樹脂を採用している。
このため、モジュール下板108は、給電部材110を基板2に対して電気的絶縁状態で固定する絶縁部材となっている。
In this embodiment, the module
For this reason, the module
カバー111は、図1、7に示すように、上記第1の実施形態のカバー11と外形が共通とされている。ただし、駆動モジュール100のレンズ枠104には、端面104a上に、上記第1の実施形態のかしめ部17のような突起部が形成されていないため、上面11Eの裏面の凹部11Bは削除され、略均一肉厚の函形の部材として構成されている点が異なる。
上面11Eの裏面は、組立状態で、レンズ枠104、モジュール枠105の上部に積層された上板ばね106とΔhだけ離間されている。このため、レンズ枠104が基準位置からΔhを越えて移動しようとしても、上面11Eによって移動が阻止される。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
The rear surface of the
このような構成の駆動モジュール100は、以下の手順で組み立てられる。
まず、モジュール枠105の収容部105A内に、給電部材110を組み付ける。すなわち、給電部材110の配線部110bをモジュール枠105のスリット105Eに位置合わせた状態で円環部110dを突起部105Cの上面に載置する。
そして、収容部105A内に、SMAアクチュエータ140を挿入し、下端部を円環部110dに当接させる。
The
First, the
Then, the
次に、レンズ枠104を、モジュール枠105の収容部105A内に挿入して、端面104a、104bが、それぞれモジュール枠105の端面105a、105bと整列する位置にレンズ枠104を保持する。
そして、上端側から上板ばね106を積層させる。このとき、上板ばね106の配線部106bが、モジュール枠105のガイド溝105Fに沿って配置されるとともに、各貫通孔106Bが、モジュール枠105の各上側固定ピン14Aに挿通される位置関係に配置して、端面104a、105a上に積層させる。
また、下端側から下板ばね107、モジュール下板108をこの順に積層させる。このとき、下板ばね107の各貫通孔106B、およびモジュール下板108の各貫通孔108Cは、モジュール枠105の各下側固定ピン14Bに挿通される位置関係に配置して、端面104b、105bの下側に積層させる。
Next, the
Then, the
Further, the
これにより、レンズ枠104の端面104a、104bが、それぞれ上板ばね106、下板ばね107の各円環部106Fと重なる。この状態で、例えば、接着などによって、各円環部106Fをレンズ枠104の端面104a、104bにそれぞれ固定する。
その後、上板ばね106の各貫通孔106Bを貫通して上方に突き出された各上側固定ピン14Aの先端部を、図示しないヒータチップにより熱かしめして、それぞれかしめ部17(図9参照)を形成する。なお、超音波かしめを用いる場合には、ヒータチップに代えて超音波振動子を用いる(以下の熱かしめも同様)。
また、同様に、下板ばね107の各貫通孔106B、およびモジュール下板108の各貫通孔108Cを貫通して下方に突き出された各下側固定ピン13Bの先端部を、ヒータチップにより熱かしめして、かしめ部(不図示)を形成する。
As a result, the end faces 104a and 104b of the
Thereafter, the tip of each
Similarly, the tip of each
このようにして、図9に示すように、レンズ枠104とモジュール枠105の両端部に、上板ばね106、下板ばね107、モジュール下板8が積層固定された組立体が形成される。このとき、無負荷状態では、上板ばね106、下板ばね107の互いに対向する各ばね部106Eは、変形を起こさないため、互いに平行になっている。そして、端面104bに固定された下板ばね107の円環部106Fは、モジュール下板108の上面108aに密着して支持されている。
In this manner, as shown in FIG. 9, an assembly in which the
また、SMAアクチュエータ140は、組立時の温度では、低温側の相状態にあり、上端はレンズ枠104の端面104aから径方向外側に突出された円環部106Fに、下端は給電部材110の円環部110dに、それぞれ当接されている。これにより、SMAアクチュエータ140と、上板ばね106、給電部材110との電気的導通状態が実現されている。
次に、カバー111を被せて、カバー111の開口11Aと反対側の開口部において、モジュール下板108に固定する。カバー111の固定手段としては、適宜の手段を採用することができる。例えば、側壁部11Dに係合爪などを設けてはめ込みによって接合したり、側壁部11Dとモジュール下板108とを接着、または溶着して接合したりする。
以上で、駆動モジュール100の組み立てが完了する。
The SMA actuator 140 is in a low-temperature phase at the temperature at the time of assembly. The upper end is an
Next, the
Thus, the assembly of the
次に、必要に応じて、駆動モジュール100の端子部110a、106aを、基板2上のランド部3(図1参照)に位置合わせして、駆動モジュール100を基板2上に取り付ける。そして、半田付けまたは導電性接着材などの手段によって、端子部110a、106aをランド部3に対して電気的に接続する。このとき、下側固定ピン14Bをかしめて形成されたかしめ部(不図示)は、モジュール下板108の凸部108Dの高さより低い高さとなっているので、基板2とは離間されている。
駆動モジュール100の基板2上への取り付けは、接着、嵌め込みなどの固定手段が採用することができる。
Next, the
For attaching the
次に、上記第1の実施形態の駆動モジュール1と同様に、カバー111の開口11Aを通じてレンズ枠104内にレンズユニット12を螺合して取り付ける。ただし、上記第1の実施形態の駆動モジュール1と同様に、あらかじめレンズ枠104に螺合しておいて上記の組み立てを行ってもよい。
Next, similarly to the
このような構成の駆動モジュール100によれば、SMAアクチュエータ140は、レンズ枠104の外周を囲繞し、かつモジュール枠105の収容部105A内に収容されるため、SMAアクチュエータ140を収容部105Aと同程度の大きさとして、モジュール枠105の内部に収めることができる。そのため、コンパクトな構成とすることができる。
また、上記第1の実施形態のSMAアクチュエータ40に比べてコイル径を大きくとることができるので、駆動範囲や駆動力の設定がより容易となる。
また、SMAアクチュエータ140は、給電部材110、上板ばね106に対して端部を当接、付勢することで、電気的に接続されているので、組み立てが容易となる。また、SMA素線をかしめたりする必要がないので、部品点数が低減されるとともに、コイル長に取付誤差が生じたり、取り付け部分に経時的な劣化が発生したりしない。
According to the
Further, since the coil diameter can be made larger than that of the
Further, the
次に、駆動モジュール100の動作について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態に係る駆動モジュールの動作説明図である。
駆動モジュール100は、端子部110a、106aに電力が供給されない状態では、SMAアクチュエータ140が低温側の相状態にあるため、コイル長が最短の状態にある。そのため、図8(b)に示すように、レンズユニット12が取り付けられたレンズ枠104の端面104bが、円環部106Fを介して、モジュール下板108の上面108aに突き当てられている。
これにより、レンズ枠104が、駆動の基準位置に位置決められる。この基準位置は、本実施形態の場合、撮像素子30に対するレンズユニット12の焦点位置が無限遠となるように設定されている。
Next, the operation of the
FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the drive module according to the second embodiment of the present invention.
In the state where power is not supplied to the
As a result, the
端子部110a、106aから給電部材110、上板ばね106に電力を供給すると、SMAアクチュエータ140に電流が流れる。これにより、SMAアクチュエータ140にジュール熱が発生して、SMAアクチュエータ140の温度が上昇し、SMAアクチュエータ140の変態開始温度を超えると、SMAアクチュエータ140は、形状記憶されたコイル長に向けて伸長していく。
When power is supplied from the
これにより、図11に示すように、上板ばね106の円環部106Fが上方に付勢され、レンズ枠104が、上方(図11中の(イ)方向)に基準位置からΔhを限度として移動する。
また、上板ばね106、下板ばね107の各ばね部106Eが、それぞれ変形し、変形量に応じた弾性復元力が、円環部106Fを介して、レンズ枠104に付勢される。このとき、上板ばね106、下板ばね107は、無負荷状態で互いに平行とされ、各ばね部106Eが軸線M方向に等距離を保って変形する。このため、互いに対向するばね部106Eは、平行ばねを構成している。これにより、レンズ枠4は、軸線Mに沿って平行移動する。
レンズ枠104は、上板ばね106、下板ばね107からの弾性復元力がSMAアクチュエータ140の付勢力につり合う位置で停止する。SMAアクチュエータ140からの付勢力は、SMAアクチュエータ140のジュール発熱による温度、すなわち、SMAアクチュエータ140に流れる電流量によって決まるため、電流量を変化させることで、レンズ枠104の移動量を変化させることができる。
As a result, as shown in FIG. 11, the
Further, the
The
また、電力の供給を停止すると、SMAアクチュエータ140から放熱が進むため、SMAの冷却時の温度歪み特性にしたがって、変態開始前のコイル長に収縮してゆき、上板ばね106、下板ばね107に対する力のつり合い位置も変化するため、レンズ枠104は、下方(図中の(ロ)方向)のつり合い位置まで移動する。本実施形態では、図8(b)に示すような基準位置に戻る。
このようにして、電力供給量を制御することで、レンズ枠104を軸線M方向に駆動することができる。また、異なる位置に駆動する場合、電力供給を停止し、レンズ枠104を基準位置に戻してから、再度、駆動量に応じた電力を供給することで、異なる位置に正確に駆動させることができる。
Further, when the supply of power is stopped, heat radiation proceeds from the
In this way, the
このように、本実施形態では、摺動負荷が発生する軸方向のガイド部材などを用いることなく、上板ばね106、下板ばね107によってレンズ枠104を正確に軸線M上に沿って移動させることができる。このため、駆動負荷が低減されるとともに、部品点数を削減し、小型化することが可能となっている。
また、駆動モジュール100の駆動範囲や駆動力は、SMAアクチュエータ140の巻き数や、素線径、形状記憶するコイル長などを変えることで容易に調整することができるため、例えば、同様な駆動範囲や駆動力を得るためにSMAワイヤを用いる場合に比べて、コンパクトな構成とすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
Further, the driving range and driving force of the
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態に係る電子機器について説明する。
図12(a)、(b)は、本発明の第3の実施形態に係る電子機器の表面、裏面の斜視外観図である。図12(c)は、図12(b)におけるG−G断面図である。
[Third Embodiment]
Next, an electronic apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
12A and 12B are perspective external views of the front and back surfaces of an electronic apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG.12 (c) is GG sectional drawing in FIG.12 (b).
図12(a)、(b)に示す本実施形態のカメラ付き携帯電話20は、上記第1の実施形態の駆動モジュール1を備えた電子機器の一例である。
カメラ付き携帯電話20は、受話部22a、送話部22b、操作部22c、液晶表示部22d、アンテナ部22e、不図示の制御回路部などの周知の携帯電話の装置構成をカバー22内外に備えている。
そして、図12(b)に示すように、液晶表示部22dが設けられた側の裏面側のカバー22に、外光を透過させる窓22Aが設けられ、図12(c)に示すように、駆動モジュール1の開口11Aがカバー22の窓22Aを臨み、窓22Aの法線方向に軸線Mが沿うように、上記第1の実施形態の駆動モジュール1が設置されている。
そして、駆動モジュール1は、基板2に機械的、電気的に接続されている。
基板2は、不図示の制御回路部に接続され、駆動モジュール1に電力を供給できるようになっている。
A camera-equipped
The camera-equipped
Then, as shown in FIG. 12 (b), a
The
The
このような構成によれば、窓22Aを透過した光を駆動モジュール1の不図示のレンズユニット12で集光し、撮像素子30上に結像することができる。そして、駆動モジュール1に制御回路部から適宜の電力を供給することで、レンズユニット12を軸線M方向に駆動し、焦点位置調整を行って、撮影を行うことができる。
このようなカメラ付き携帯電話20によれば、上記第1の実施形態の駆動モジュール1を備えるため、小型化が可能で、製造が容易な装置となるとともに、高温環境で使用しても、正確な合焦を行うことができる。
According to such a configuration, the light transmitted through the
According to such a camera-equipped
なお、上記の説明では、SMAアクチュエータがコイル形状を有する場合の例で説明したが、通電時の自己発熱によって駆動方向に沿って伸長するように形状記憶され、伸長方向の両端部が、それぞれ、被駆動体および支持体を付勢することにより、支持体に対する駆動体の駆動方向の位置を可変するものであれば、SMAアクチュエータの形状はコイル形状には限定されない。例えば、蛇腹形状を有する構成としてもよい。 In the above description, the example in which the SMA actuator has a coil shape has been described. However, the shape memory is stored so as to extend along the driving direction by self-heating during energization, and both ends in the extending direction are respectively The shape of the SMA actuator is not limited to the coil shape as long as the position of the driving body in the driving direction with respect to the support can be changed by urging the driven body and the support. For example, it is good also as a structure which has a bellows shape.
また、上記の第1の実施形態の説明では、SMAアクチュエータ40を1個有する場合の例で説明したが、SMAアクチュエータ40は、ガイド突起4D、給電部材受け面8fなどの対応部分の数を増やし、適宜の給電部材を追加することによって、複数設けてもよい。例えば、対角方向の隅部に1個ずつ設けたり、4つの隅部すべてに設けたりしてもよい。この場合、複数のSMAアクチュエータ40によって駆動できるので、駆動力を増大させることができる。
In the description of the first embodiment, an example in which one
また、上記第2の実施形態の説明では、上板ばね106が、被駆動体の突起部および給電部材を兼ねる構成とした場合の例で説明したが、上板ばね106がこれらを兼用しない構成としてもよい。例えば、突起部は、レンズ枠104の上端部を径方向外側に突出させて設け、この突起部とSMAアクチュエータ140との間で別に設けた給電部材を挟持する構成としてもよい。
In the description of the second embodiment, the
また、上記の説明では、レンズ枠4、104にレンズユニット12を螺合する構成の場合の例で説明したが、レンズユニット12は、レンズ枠4、104が、レンズユニット12を兼ねる構成としてもよい。特に、第2の実施形態のレンズ枠104は、円筒形状のため、レンズ鏡筒と兼用しやすいため好都合である。
この場合、レンズユニット12とレンズ枠4、104とから雄ネジ部、雌ネジ部を削除することができるため、径方向の肉厚を薄くして一層の小型化を図ることができる。
In the above description, the
In this case, since the male screw portion and the female screw portion can be deleted from the
また、上記の説明では、駆動モジュール1、100は、略四角柱状の外形を有する場合の例で説明したが、モジュール枠5、105、カバー11、111などの形状を適宜変更することで、四角柱以外の多角柱形状や、円柱状などの外形としてもよい。多角形状の場合、柱角部は、多角形状の角部に置き換えることができる。
Further, in the above description, the
また、上記の説明では、組み立てに熱かしめまたは超音波かしめを用いる場合の例で説明したが、上側固定ピン13A、14A、下側固定ピン13B、14Bなどを、ネジ部に置き換えてネジ止めしたり、接着剤などを用いたりして組み立ててもよい。この場合、被駆動体、支持体の材質は、かしめが可能な熱可塑性樹脂に限定されない。 Further, in the above description, the case where heat caulking or ultrasonic caulking is used for the assembly has been described. However, the upper fixing pins 13A and 14A, the lower fixing pins 13B and 14B, and the like are replaced with screw portions and screwed. Or may be assembled using an adhesive or the like. In this case, the material of the driven body and the support is not limited to a thermoplastic resin that can be caulked.
また、上記の説明では、駆動モジュールをレンズユニットの焦点位置調整機構に用いる場合の例で説明したが、駆動モジュールの用途はこれに限定されない。例えば、被駆動体を目標位置に移動させる適宜のアクチュエータとして他の部分に用いてもよい。例えば、レンズユニット12に代えて、ロッド部材などを螺合したり、レンズ枠4を他の形状に変えたりして、適宜のアクチュエータとして用いることができる。
In the above description, an example in which the drive module is used for the focal position adjustment mechanism of the lens unit has been described. However, the use of the drive module is not limited to this. For example, you may use for another part as an appropriate actuator which moves a to-be-driven body to a target position. For example, instead of the
また、上記の説明では、駆動モジュールを用いた電子機器として、カメラ付き携帯電話の例で説明したが、電子機器の種類はこれに限定されない。例えば、デジタルカメラ、パソコン内蔵のカメラなどの光学機器に用いてもよいし、情報読取記憶装置やプリンタなどの電子機器において、被駆動体を目標位置に移動させるアクチュエータとしても用いることができる。 In the above description, the example of the camera-equipped mobile phone is described as the electronic device using the drive module, but the type of the electronic device is not limited to this. For example, it may be used for an optical device such as a digital camera or a camera built in a personal computer, or may be used as an actuator for moving a driven body to a target position in an electronic device such as an information reading storage device or a printer.
また、上記に説明した各実施形態の構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。例えば、上記第3の実施形態に係るカメラ付き携帯電話20において駆動モジュール1に代えて、上記第2の実施形態の駆動モジュール100を用いてもよい。
In addition, the constituent elements of each of the embodiments described above can be appropriately combined and implemented within the scope of the technical idea of the present invention, if technically possible. For example, the
1、100 駆動モジュール
2 基板
4、104 レンズ枠(被駆動体)
4D ガイド突起(突起部)
4f 係止突起
4g 突起下面
5、105 モジュール枠 (支持体)
5A、105A 収容部(筒状部)
6 上板ばね(平行板ばね対)
7、107 下板ばね(平行板ばね対)
8、108 モジュール下板(支持体)
8f 給電部材受け面(支持部)
9、10、110 給電部材
11 カバー(カバー部材)
12 レンズユニット(被駆動体)
20 カメラ付き携帯電話(電子機器)
40、140 形状記憶合金(SMA)アクチュエータ
106 上板ばね(平行板ばね対、給電部材)
111 カバー111
M 軸線
1, 100
4D guide protrusion (protrusion)
5A, 105A Housing part (tubular part)
6 Upper leaf spring (parallel leaf spring pair)
7, 107 Lower leaf spring (parallel leaf spring pair)
8,108 Module lower plate (support)
8f Feeding member receiving surface (supporting part)
9, 10, 110
12 Lens unit (driven body)
20 Mobile phone with camera (electronic equipment)
40, 140 Shape memory alloy (SMA)
111
M axis
Claims (7)
該被駆動体を前記駆動方向に沿って移動自在に収容する筒状部を有する支持体と、
前記被駆動体と前記支持体との間で前記駆動方向に直交する方向に延ばして取り付けられ、無負荷状態で互いに平行となるように対向して配置され、前記被駆動体を前記駆動方向に移動可能に支持する平行板ばね対と、
外部から電流を供給する給電部材と、
該給電部材に電気的に接続され、該給電部材から供給される電流の通電時の自己発熱によって前記駆動方向に沿って伸長するように形状記憶され、伸長方向の両端部が、それぞれ、前記被駆動体および前記支持体を付勢することにより、前記支持体に対する前記被駆動体の前記駆動方向の位置を可変する形状記憶合金アクチュエータとを備えることを特徴とする駆動モジュール。 A driven body composed of a substantially columnar body arranged such that the axis is along the driving direction;
A support having a cylindrical portion for accommodating the driven body movably along the driving direction;
The driven body and the support body are attached so as to extend in a direction perpendicular to the driving direction, and are arranged so as to be parallel to each other in an unloaded state, and the driven body is placed in the driving direction. A pair of parallel leaf springs movably supported;
A power supply member for supplying current from the outside;
The shape is memorized so as to extend along the drive direction by self-heating when the current supplied from the power supply member is energized, and both ends in the extension direction are respectively connected to the power supply member. A drive module comprising: a shape memory alloy actuator that changes a position of the driven body in the drive direction relative to the support body by urging the drive body and the support body.
前記支持体には、前記被駆動体の前記突起部に対向する位置に支持部が設けられ、
前記形状記憶合金アクチュエータは、前記被駆動体の突起部と前記支持体の前記支持部との間に前記駆動方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の駆動モジュール。 The driven body is provided with a protrusion protruding outward in the radial direction of the columnar body,
The support body is provided with a support portion at a position facing the protrusion of the driven body,
3. The drive module according to claim 1, wherein the shape memory alloy actuator is disposed along the drive direction between a protrusion of the driven body and the support of the support. .
前記被駆動体の前記突起部および前記支持体の前記支持部は、前記カバー部材の柱角部近傍に設けられたことを特徴とする請求項3に記載の駆動モジュール。 A cover member that surrounds the driven body, the support body, and the shape memory alloy actuator from the outer side in the radial direction with respect to the axis line by having an outer shape of a substantially prismatic shape and a column center disposed along the axis line. Prepared,
The drive module according to claim 3, wherein the protruding portion of the driven body and the support portion of the support body are provided in the vicinity of a column corner portion of the cover member.
前記形状記憶合金アクチュエータは、前記支持体の前記筒状部に収容されるとともに前記被駆動体の外周を囲繞する形状に形成されたことを特徴とする請求項3に記載の駆動モジュール。 The protrusion of the driven body and the support of the support are provided inside a cylindrical portion of the support,
The drive module according to claim 3, wherein the shape memory alloy actuator is formed in a shape that is accommodated in the cylindrical portion of the support body and surrounds an outer periphery of the driven body.
前記平行ばね対の一方の前記被駆動体への固定部分が、前記被駆動体の前記突起部を兼ねることを特徴とする請求項5に記載の駆動モジュール。 One of the parallel leaf spring pairs is fixed to the driven body,
The drive module according to claim 5, wherein a portion of the parallel spring pair fixed to the driven body also serves as the protrusion of the driven body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079528A JP2009239993A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Drive module and electronic apparatus with the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079528A JP2009239993A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Drive module and electronic apparatus with the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009239993A true JP2009239993A (en) | 2009-10-15 |
Family
ID=41253284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008079528A Withdrawn JP2009239993A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Drive module and electronic apparatus with the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009239993A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011059222A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Konica Minolta Holdings Inc | Method for manufacturing camera module, and camera module |
KR20110078491A (en) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and assembly method of the same |
WO2011111686A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | コニカミノルタオプト株式会社 | Driving mechanism, driving device, and method of manufacturing driving device |
CN103226233A (en) * | 2012-01-31 | 2013-07-31 | 三美电机株式会社 | Lens holder driving device |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008079528A patent/JP2009239993A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011059222A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Konica Minolta Holdings Inc | Method for manufacturing camera module, and camera module |
KR20110078491A (en) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and assembly method of the same |
KR101644191B1 (en) * | 2009-12-31 | 2016-08-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and assembly method of the same |
WO2011111686A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | コニカミノルタオプト株式会社 | Driving mechanism, driving device, and method of manufacturing driving device |
JPWO2011111686A1 (en) * | 2010-03-10 | 2013-06-27 | コニカミノルタ株式会社 | Drive mechanism, drive device, and drive device manufacturing method |
CN103226233A (en) * | 2012-01-31 | 2013-07-31 | 三美电机株式会社 | Lens holder driving device |
US20130194491A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Mitsumi Electric Co. Ltd. | Lens holder driving device capable of preventing deformation due to heat |
US8896749B2 (en) * | 2012-01-31 | 2014-11-25 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Lens holder driving device capable of preventing deformation due to heat |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009096207A1 (en) | Drive module, and electronic device having the same | |
EP2219062B1 (en) | Driving module and electronic apparatus provided with the same | |
JP5107682B2 (en) | Drive module and electronic device including the same | |
WO2010004993A1 (en) | Drive module, method of assembling the same, and electronic apparatus | |
JP5181208B2 (en) | Drive module and electronic device | |
WO2011007689A1 (en) | Drive module and electronic device | |
US20110235194A1 (en) | Drive module and electronic device | |
JP2012105201A (en) | Driving module and electronic device | |
WO2010073906A1 (en) | Drive module and electronic device | |
JP2011209468A (en) | Drive module, electronic device and drive module control method | |
JP2009239993A (en) | Drive module and electronic apparatus with the same | |
JP2009134292A (en) | Drive module and electronic device equipped with the same | |
JP2009134291A (en) | Drive module and electronic device equipped with the same | |
JP2012047908A (en) | Drive module and electronic equipment | |
JP2013178457A (en) | Drive module and electronic apparatus | |
JP2011127585A (en) | Actuator manufacturing method, actuator, drive module manufacturing method, drive module, and electronic apparatus | |
JP4995752B2 (en) | Drive module and electronic device including the same | |
JP2010020177A (en) | Drive module and electronic device having the same | |
JP2012133227A (en) | Driving module and electronic apparatus | |
WO2009060937A9 (en) | Drive module and electronic device using the same | |
KR20130051616A (en) | Lens actuator | |
JP2010262065A (en) | Drive module and electronic equipment | |
JP2012103607A (en) | Drive module and electronic apparatus | |
JP2011106342A (en) | Actuator, driving module, method of manufacturing actuator, method of manufacturing driving module, and electronic equipment | |
JP2012103606A (en) | Drive module and electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091108 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091113 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110112 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20121009 |