JP2009247163A - Driving device and lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気―機械変換素子をその伸縮方向に被駆動物体を移動させる駆動源とし、被駆動物体の慣性力と支持部の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる駆動装置及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関するものである。 The present invention uses an electro-mechanical conversion element as a drive source for moving a driven object in its expansion / contraction direction, and controls the relative magnitude of the inertial force of the driven object and the frictional engagement force of the support portion by pulse control. The present invention relates to a driving device that can reciprocate an object in the axial direction and a lens driving device that drives a lens in the optical axis direction.
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ枠、レンズ枠を光軸方向にガイドするガイドシャフト、レンズ枠を光軸方向の一方向に付勢するスプリング、レンズ枠の一部に回転不能に保持された雌ネジを有するナット、ベースに固定されたモータ等からなる。このように、モータを駆動源とする構成では、部品点数が多く、構造が複雑になり、組み立てが難しく、高コストになり、レンズ駆動が遅れる、といった問題がある。 Conventional lens drive devices include a lens frame that holds the lens, a guide shaft that guides the lens frame in the optical axis direction, a spring that biases the lens frame in one direction in the optical axis direction, and a part of the lens frame that cannot be rotated. A nut having a female screw held on the motor, a motor fixed to the base, and the like. As described above, the configuration using the motor as the drive source has a problem that the number of parts is large, the structure is complicated, the assembly is difficult, the cost is high, and the lens drive is delayed.
そこで、レンズ駆動装置の駆動源として圧電素子を用いることが例えば特許文献1〜5に提案されている。従来の圧電素子を用いた駆動装置は、インパクト方式(IDM)やStic/Slip方式及びスムースインパクト方式(SIDM)等の方式で、一般的に知られている。 Thus, for example, Patent Documents 1 to 5 propose using a piezoelectric element as a driving source of the lens driving device. Conventional drive devices using piezoelectric elements are generally known in the impact method (IDM), stick / slip method, smooth impact method (SIDM), and the like.
特許文献1のレンズ駆動装置は、圧電素子に駆動部材を固着し、その駆動部材に被駆動部材を摩擦係合させて構成され、圧電素子に伸縮変位させる駆動パルスを入力し駆動部材を往復移動させて、駆動部材に対し被駆動部材を移動させる構成である。 The lens driving device of Patent Document 1 is configured by fixing a driving member to a piezoelectric element, frictionally engaging a driven member to the driving member, and inputting a driving pulse for expanding and contracting the piezoelectric element to reciprocate the driving member. Thus, the driven member is moved relative to the driving member.
特許文献2のレンズ駆動装置は、圧電素子のリード線の接続作業の効率を向上する手段として、圧電素子に装着可能に構成される接続ソケットと、導電体で作製された配線基板の接続位置まで延出している接片を備えた構成である。
In the lens driving device of
特許文献3のレンズ駆動装置は、電気−機械変換素子の一端に固定された駆動軸と、圧接ばね及び摩擦板によって駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒とを備えている。電気−機械変換素子にパルス状の電圧を印加すると、電気−機械変換素子が伸縮し駆動軸が変化することで、駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒を移動させる構成である。 The lens driving device of Patent Document 3 includes a driving shaft fixed to one end of an electro-mechanical conversion element, and a lens barrel frictionally engaged with the driving shaft by a pressure contact spring and a friction plate. When a pulse voltage is applied to the electro-mechanical conversion element, the electro-mechanical conversion element expands and contracts and the drive shaft changes to move the lens barrel frictionally engaged with the drive shaft.
特許文献4のレンズ駆動装置は、圧電素子に接続される配線部材の接続部分が圧電素子の動作に影響を低減する手段として、圧電素子の電極に接続され非伸縮部の位置に設けられる入力端子とを備えて構成されていて、プリント配線基板が非伸縮時の位置にある入力端子とハンダ付けされる構成である。 The lens driving device disclosed in Patent Document 4 has an input terminal that is connected to an electrode of a piezoelectric element and is provided at a position of a non-expandable portion as a means for reducing the influence of a connection portion of a wiring member connected to the piezoelectric element on the operation of the piezoelectric element. And the printed wiring board is soldered to the input terminal at the non-stretched position.
上記の四例は、いずれも、圧電素子の伸縮方向の一方の端面が固定部材に固着され、他方の端面に、駆動部材が固定され、この駆動部材に被駆動部材が摩擦係合されている構造である。 In each of the above four examples, one end surface of the piezoelectric element in the expansion / contraction direction is fixed to the fixing member, the driving member is fixed to the other end surface, and the driven member is frictionally engaged with the driving member. Structure.
しかしながら、特許文献1〜4の圧電素子を用いた駆動装置は、カメラモジュールの小型化に伴い、圧電素子に電圧を供給するリード線の処理が非常に難しいと考えられる。 However, it is considered that the driving device using the piezoelectric element of Patent Documents 1 to 4 is very difficult to process the lead wire for supplying voltage to the piezoelectric element as the camera module is downsized.
また、特許文献1に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、圧電素子の電気的な接続が難しく製造しにくいという問題点がある。駆動装置が小型化すると、圧電素子も小型のものを用いるようになり、この圧電素子から延びるリード線を接続するには、ピンセットを使用し圧電素子の正極・負極の2箇所をハンダ付けすることとなる。このような圧電素子のリード線の接続作業は、かなり細かな作業であって、非常に作業性が悪い。 In addition, the lens driving device using the piezoelectric element described in the embodiment according to Patent Document 1 has a problem that it is difficult to electrically connect the piezoelectric element and to manufacture the lens. When the driving device is downsized, the piezoelectric element is also used with a small size. To connect a lead wire extending from the piezoelectric element, tweezers are used to solder the positive electrode and the negative electrode of the piezoelectric element. It becomes. Such a connection work of the lead wires of the piezoelectric element is a very fine work, and the workability is very poor.
また、特許文献2に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、電気−機械変換素子への電圧供給手段は、接続ソケット・接片1・接片2・支持部材の少なくとも3種類4個の部品が必要とされるため、コスト的に優位性がなく、さらに小型化に対して逆行する構造となっている。
Further, in the lens driving device using the piezoelectric element described in the embodiment according to
また、特許文献3に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置には、電気−機械変換素子へ電圧を供給する2つのリード線を近接して並べて電気−機械変換素子の上面に取り付けているのでリード線の処理が非常に難しいと考えられる。 Further, in the lens driving device using the piezoelectric element described in the embodiment according to Patent Document 3, two lead wires for supplying a voltage to the electro-mechanical conversion element are arranged close to each other and the electro-mechanical conversion element is arranged. Since it is attached to the upper surface, it is thought that it is very difficult to process the lead wires.
また、特許文献4に係る実施形態に記載された圧電素子を用いたレンズの駆動装置では、装置が小型化されており、圧電素子がさらに小型化されており、圧電素子の全長に対する非伸縮部の占める割合が非常に微小であり、組立の作業性が悪いと共に、接点が微小なため、圧電素子の振動による影響により接触不良を招く危険性がある。 Further, in the lens driving apparatus using the piezoelectric element described in the embodiment according to Patent Document 4, the apparatus is miniaturized, the piezoelectric element is further miniaturized, and the non-stretchable portion with respect to the entire length of the piezoelectric element The ratio of the occupancy is very small, the assembly workability is poor, and the contacts are minute, so there is a risk of causing contact failure due to the influence of vibration of the piezoelectric element.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to connect at least one lead wire for supplying a voltage to the electromechanical conversion element to a non-operation member and Ease of processing and simplification of structure can be achieved, the reaction force of the lead wire does not hinder the mobility of the driven member, and the operational stability is improved, the structure is simple and easy to assemble, and the cost It is an object of the present invention to provide a driving device that leads to reduction and a lens driving device that drives a lens in the optical axis direction.
本発明の駆動装置は、保持部材と、駆動部材と、前記保持部材に設けられていて前記駆動部材を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材と、前記駆動部材の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気―機械変換素子と、前記電気―機械変換素子の他端面に固着された被駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に電気的に接続されている、ことを特徴とする。 The drive device according to the present invention includes a holding member, a drive member, a friction engagement member that is provided on the holding member and supports the drive member in a friction engagement state, and an end surface of the drive member in a telescopic direction. An electro-mechanical conversion element having an end surface fixed thereto, and a driven member fixed to the other end surface of the electro-mechanical conversion element, wherein the driving member has at least an outer surface conductive, and the outer surface Is electrically connected to one electrode of the electromechanical conversion element by a conductive connecting means.
本発明の駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。 According to the driving device of the present invention, when a control voltage is applied to the lead wire, the electromechanical conversion element expands and contracts in the horizontal direction by the application of the control voltage, and the quick extension and the slow contraction are alternately performed. When the driven member is moved by a small step in the direction of the friction engagement member and the slow extension and the rapid contraction are alternately performed, the driven member is moved by a small step in a direction away from the friction engagement member. .
また本発明の駆動装置によれば、一方の電極と駆動部材との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段(例えば半田付け)による電気的な接続が実現され、リード線を設けない状態で駆動部材を摩擦係合部材に対して組み付けることができ、一方の電極へ電圧を供給するリード線の取り付けは、駆動部材のいずれかの部位において行うことができ、さらに、駆動部材に対して電気的な接続を取る部材に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極に対する電気的な接続が実現できる。 Further, according to the driving device of the present invention, the electrical connection between one of the electrodes and the driving member only needs to be pointed to the solder, and the electrical connection by the point-like conductive connecting means (for example, soldering) is realized. The drive member can be assembled to the frictional engagement member without a lead wire, and the lead wire for supplying voltage to one of the electrodes can be attached at any part of the drive member. In addition, since it is possible to make a connection with a member that is electrically connected to the drive member, the lead wire can be connected at a position far away from the electro-mechanical conversion element, and the electrical connection to one electrode can be performed. Connection can be realized.
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を摩擦係合支持する係合支持面の少なくとも一部が導電性を有していることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、リード線を固定部材(摩擦係合部材)へ取付けることができるから、リード線の反力による被駆動部材に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
In the drive device having the above-described configuration, the friction engagement member is configured such that at least a part of an engagement support surface that frictionally supports the drive member has conductivity. -It is preferably electrically connected to one electrode of the mechanical transducer.
According to this configuration, since the lead wire can be attached to the fixing member (friction engagement member), the movement performance with respect to the driven member due to the reaction force of the lead wire is not hindered, and it contributes to the improvement of the operation stability. In addition, there is no concern of problems such as disconnection.
上記構成の駆動装置において、前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動部材を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されるばね部材とからなり、前記係合固定部材と前記ばね部材の少なくともいずれか一方が導電性材料よりなることにより、前記駆動部材を介して前記電気―機械変換素子の一方の電極と電気的に接続されている。
この構成によれば、駆動部材と電気的に接続する摩擦係合部材を簡素に構成でき、リード線の接続作業を係合固定部材又はばね部材の上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
In the drive device having the above-described configuration, the friction engagement member includes an engagement fixing member provided on the holding member and having a recess for receiving and guiding the drive member, and a spring member fixed to the engagement fixation member. Thus, at least one of the engagement fixing member and the spring member is made of a conductive material, and is electrically connected to one electrode of the electromechanical conversion element via the drive member.
According to this configuration, the friction engagement member that is electrically connected to the drive member can be simply configured, and the lead wire can be connected to the upper surface of the engagement fixing member or the spring member, so that a stable voltage supply can be achieved. Yes.
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、かつ、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、かつ、前記被駆動部材の前記外面の一部にリード線が導電性接続手段により接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
In the driving device configured as described above, at least a part of the outer surface of the driven member has conductivity, and a part of the outer surface and the other electrode of the electromechanical conversion element are electrically conductive connecting means. It is preferable that a lead wire is connected to a part of the outer surface of the driven member by a conductive connecting means.
According to this configuration, it is possible to realize the attachment of the lead wire at a site away from the electro-mechanical conversion element and at a site where soldering is easily performed.
上記構成の駆動装置において、前記被駆動部材の少なくとも外面の一部が導電性を有しており、該外面の一部と前記電気―機械変換素子の他方の電極とが導電性接続手段により接続され、さらに、前記被駆動部材に設けられ前記外面の一部と電気的に接続された導電性材料よりなるガイド部材と、少なくとも前記ガイド部材と接する前記保持部材の面を導電性として、電気的に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、電気―機械変換素子から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
In the driving device configured as described above, at least a part of the outer surface of the driven member has conductivity, and a part of the outer surface and the other electrode of the electromechanical conversion element are connected by a conductive connecting means. Furthermore, the guide member made of a conductive material provided on the driven member and electrically connected to a part of the outer surface, and at least the surface of the holding member in contact with the guide member is made electrically conductive. It is preferable that it is connected to.
According to this configuration, it is possible to realize the attachment of the lead wire at a site away from the electro-mechanical conversion element and at a site where soldering is easily performed.
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段として、請求項1乃至5のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする。
本発明のレンズ駆動装置によれば、リード線に制御電圧が印加されると、電気―機械変換素子は制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材が摩擦係合部材から離隔する方向に微小ステップ移動する。これによりレンズを光軸方向に駆動することができる。本発明のレンズ駆動装置によれば、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ(レンズ枠)の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量(移動量)を微調整できる。
A lens driving device according to the present invention includes the driving device according to any one of claims 1 to 5 as lens driving means for driving a lens in an optical axis direction.
According to the lens driving device of the present invention, when a control voltage is applied to the lead wire, the electromechanical conversion element expands and contracts in the horizontal direction by applying the control voltage, and alternately performs rapid expansion and slow contraction. When the driven member is moved by a small step in the direction of the friction engagement member, and when the slow extension and the rapid contraction are alternately performed, the driven member is moved by a small step in a direction away from the friction engagement member. To do. Thereby, the lens can be driven in the optical axis direction. According to the lens driving device of the present invention, the movement speed of the lens (lens frame) in the optical axis direction can be increased or decreased while the structure is simplified and reduced in size, and the time required for the movement is shortened. The lens feed amount (movement amount) can be finely adjusted.
上記構成をなす駆動装置及びレンズ駆動装置によれば、電気―機械変換素子に電圧を供給する少なくとも一方のリード線を非動作部材に接続可能でリード線の処理の容易化・構造のシンプル化を達成でき、リード線の反力が被駆動部材の移動性を妨げることがなく動作安定性の向上が図られ、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減に繋がる駆動装置、及びレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供することができる。 According to the driving device and the lens driving device configured as described above, at least one of the lead wires for supplying a voltage to the electromechanical conversion element can be connected to a non-operational member, facilitating the lead wire processing and simplifying the structure. It can be achieved, and the reaction force of the lead wire does not hinder the mobility of the driven member, the operation stability is improved, the structure is simple and easy to assemble, and the driving device and the lens that lead to cost reduction are lighted. A lens driving device that drives in the axial direction can be provided.
以下、本発明の実施形態の駆動装置について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1〜図4は、本発明の第1の実施形態に係る駆動装置を示す図である。
駆動装置1Aは、保持部材11上に摩擦係合部材13が固設される一方、電気―機械変換素子14の伸縮方向の一方の端面に駆動部材12が固着されると共に他方の端面に被駆動部材15が固着された組立体とされ、この組立体が保持部材11に沿うように横軸とされ、かつ、駆動部材12の基端寄り部分が摩擦係合部材13で摩擦係合状態に支持され、電気―機械変換素子14の上下面の電極14a,14bに制御電圧を供給する2本のリード線17、19を備えてなる。
(First embodiment)
1 to 4 are views showing a driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In the
駆動装置1Aの動作の概略を説明する(詳細は後述する)。
リード線17、19にパルス状の制御電圧が印加され、電気―機械変換素子14が制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13の方向に微小ステップ移動し、また緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13から離隔する方向に微小ステップ移動する。
An outline of the operation of the
When a pulsed control voltage is applied to the
保持部材11は、いわゆるベースであり、この実施形態では導電性材料と非導電性材料のいずれを用いて構成されても良い。
駆動部材12は、いわゆる水平スライド軸であり、慣性力を高めるために質量が小さいCFRP(炭素繊維複合材料)、又は炭素系焼結体、或いはその軸材料に適する他質量が小さい導電性材料が選択され、丸棒状に形成されている。
摩擦係合部材13は、駆動部材12に対するいわゆるリニアガイドブラケットであり、駆動部材12を摩擦係合状態に水平に支持する。摩擦係合部材13は、この実施形態では、係合固定部材13aと、ばね部材13bとからなる。係合固定部材13aは、保持部材11の上面に固定されていて、駆動部材12を受承し案内する凹部(V字状凹部あるいは半円筒凹面部)13a’を有している。ばね部材13bは、凹部(V字状凹部あるいは半円筒凹面部)13a’に受承される駆動部材12に被さり係合固定部材13aに止着具(子ねじ)24により固定され駆動部材12に摩擦係合力を与える。
電気―機械変換素子14は、電圧を加えると微小に伸縮する圧電素子であり、ここでは直方体形状であり、上下面に電極14a、14bを有する。電極14a、14bのいずれか一方が正極で他方が負極となる。電気―機械変換素子14は、電極14a、14b間に制御電圧を印加されると、伸縮する機能を有する。
被駆動部材15は、移動対象部材であり、駆動部材12及び電気―機械変換素子14に比べ、大きく形成されるか又は質量が大きい材料により形成され、慣性力を利用した動作原理を実現できるようにするために、駆動部材12及び電気―機械変換素子14を合計した重量よりもかなり大きいものとして形成される。
The holding
The driving
The
The electro-
The driven
一方の電極(下面側の電極)14aとリード線17との電気的接続構造として、この実施形態では、導電性材料よりなる駆動部材12と電気―機械変換素子14の一方の電極14aとが導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)16により電気的に接続され、ばね部材13bが弾性及び導電性を備えた金属材料よりなり、このばね部材13bの上面にリード線17が導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)18により取り付けられている。導電性接続手段16は、駆動部材12と電気―機械変換素子14とを固着する時に設けられる。
従って、リード線17を取り付けることが難しい電気―機械変換素子14の下面の電極14aにはリード線17を取り付けず、該電極14aから大きく離れていて、かつ、取り付け易い位置にリード線17を取り付けているが、電極14aとリード線17とが電気的に接続されている。これにより、電気−機械変換素子14の伸縮によりリード線17も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
As an electrical connection structure between one electrode (lower surface side electrode) 14a and the
Accordingly, the
電気―機械変換素子14の他方の電極(上面側の電極)14bとリード線19との電気的接続構造として、この実施形態では、上面に位置される該他方の電極14bにリード線19が導電性接続手段20により接続されている。
As an electrical connection structure between the other electrode (upper surface side electrode) 14b of the
駆動装置1Aの動作を説明する。
リード線17、19に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子14が水平方向に瞬速伸長するときは、被駆動物体15の慣性力が摩擦係合部材13による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材15が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材13の駆動部材12を保持する位置は、電気―機械変換素子14に接近する方向に微小ステップ移動した状態にずれる。そして、リード線17、19に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子14が水平方向に緩速収縮するときは、被駆動物体15の慣性力が摩擦係合部材13による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材15が電気―機械変換素子14の収縮分の寸法だけ摩擦係合部材13の方向に移動する。
従って、リード線17、19に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子14が水平方向に瞬速伸長と緩速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13の方向に移動していく。
The operation of the
When the pulsed control voltage applied to the
Therefore, when the control voltage applied to the
また、リード線17、19に印加されるパルス状の制御電圧の立ち上がりが緩やかに時間を掛けて行われ、これにより、電気―機械変換素子14が水平方向に緩速伸長するときは、被駆動物体15の慣性力が摩擦係合部材13による摩擦係合力よりも小さくなるので、被駆動部材15が電気―機械変換素子14の伸長分の寸法だけ移動し、このとき摩擦係合部材13の駆動部材12を保持する位置は変わらない。そして、リード線17、19に印加されるパルス状の制御電圧の立ち下がりが一瞬に行われ、これにより、電気―機械変換素子14が水平方向に瞬速収縮するときは、被駆動物体15の慣性力が摩擦係合部材13による摩擦係合力よりも大きくなるので、被駆動部材15が静止位置に止まるから、このとき摩擦係合部材13の駆動部材12を保持する位置は、駆動部材12が摩擦係合部材13から離隔する方向に微小ステップ移動する状態にずれる。
従って、リード線17、19に印加される制御電圧が、電気―機械変換素子14が水平方向に緩速伸長と瞬速収縮とを交番して行うものであるときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13から離隔する方向に微小ステップ移動していく。
なお、電気―機械変換素子14の電極14a、14bの正負が逆転した場合には、上記リード線17、19に印加される制御電圧が負の値になる。
Further, the rise of the pulsed control voltage applied to the
Therefore, when the control voltage applied to the
When the positive and negative of the
この実施形態の駆動装置1Aによれば、電気―機械変換素子14をその伸縮方向に被駆動物体15を移動させる駆動源とし、被駆動物体15の慣性力と摩擦係合部材13の摩擦係合力の相対的な大きさをパルス制御して被駆動物体15を軸方向に往復動させうる。
According to the
この実施形態の駆動装置1Aによれば、電気―機械変換素子14の対面に設けられた一方の電極14aと、駆動部材12の導電性を有する外面とが近接している構成であるから、一方の電極14aと駆動部材12との電気的な接続はハンダをポイント付けすれば足り、ポイント状の導電性接続手段(例えば半田付け)16による電気的な接続が実現される。この導電性接続手段(例えば半田付け)16の設置は、駆動部材12の摩擦係合部材13への組み付け前に行うことができる。このため、リード線17を設けない状態で駆動部材12を摩擦係合部材13に対して組み付けることができ、組み付けが容易になる。該組み付け後は、該一方の電極14aへ電圧を供給するリード線17の取り付けは、駆動部材12に対して電気的な接続を取る部材(この実施形態ではばね部材13b)に対して行うことが可能になるので、電気―機械変換素子14から大きく離れた位置でリード線の接続作業が行えて一方の電極14aに対する電気的な接続が実現できる。電気―機械変換素子14が、直方体でありかつ上下の対面に分配して2つの電極が設けられている場合、リード線を設け難い方の下側の電極を前記一方の電極14aとして選択すれば、他方の電極14bに対するリード線19の接続作業は、駆動部材12の上面で容易に行うことができる。
According to the
この実施形態の駆動装置によれば、電気―機械変換素子14から大きく離れた位置で移動しない部材13の上面位置にリード線17の接続作業が行えて、一方の電極14aに対する電気的な接続が実現できて、移動しない部材13への取付けであるから、リード線17の反力による被駆動部材15に対する移動性能を妨げにはならず動作安定性の向上に寄与し、また断線等の不具合が生じる懸念がない。
According to the drive device of this embodiment, the
この実施形態の駆動装置によれば、駆動部材12と電気的に接続する摩擦係合部材13を簡素に構成でき、リード線17の接続作業を係合固定部材13a又はばね部材13bの上面に対して行えて、安定した電圧供給が行える。
According to the drive device of this embodiment, the
この実施形態の駆動装置によれば、一方の電極14aとして下面側の電極14aを選択しポイント状のハンダ付けにより摩擦係合部材13と接続処理するから、電気―機械変換素子14が微小であっても、電気―機械変換素子14の上面側の電極を他方の電極14aとして選択できるので、リード線19の導電性接続手段20による接続が容易に行える。
According to the driving device of this embodiment, since the
(第2の実施形態)
図5、図6は、本発明の第2の実施形態に係る動装置を示す図である。駆動装置1Bは、保持部材11と、駆動部材12と、摩擦係合部材13と、電気―機械変換素子14と、被駆動部材15とからなる組立体が、第1の実施形態の駆動装置1Aと同一である。また、一方の電極(下面側の電極)14aとリード線17との電気的接続構造として、第1の実施形態の駆動装置1Aの場合と同一である。さらに、リード線17、19に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子14が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第1の実施形態の駆動装置1Aの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
(Second Embodiment)
5 and 6 are diagrams showing a moving device according to the second embodiment of the present invention. The
駆動装置1Bでは、他方の電極(上面側の電極)14bとリード線17との電気的接続構造として、被駆動部材15が導電性材料からなり、かつ、該上面と前記電気―機械変換素子14の他方の電極14bに近接していて導電性接続手段21により接続され、かつ、前記被駆動部材15にリード線19が導電性接続手段20により接続されている点が、第1の実施形態の駆動装置1Aの場合と相違している。なお、この実施形態では、被駆動部材15は少なくとも上面(外面の一部)が導電性を有していれば足りる。
In the
第2の実施形態の駆動装置1Bによれば、ポイント状の導電性接続手段21により電気―機械変換素子14の他方の電極14bと被駆動部材15との電気的な接続が行えて、さらに、他方の電極14bに電圧を供給するためのリード線19を、微小部材である電気―機械変換素子14に対してではなく、十分に大きな被駆動部材15の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子14から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。
According to the
(第3の実施形態)
図7、図8は、本発明の第3の実施形態に係る駆動装置を示す図である。この駆動装置1Cは、保持部材11と、駆動部材12と、摩擦係合部材13と、電気―機械変換素子14と、被駆動部材15とからなる組立体が、第1の実施形態の駆動装置1Aと同一である。また、一方の電極(下面側の電極)14aとリード線17との電気的接続構造として、第1の実施形態の駆動装置1Aの場合と同一である。さらに、リード線17、19に制御電圧を印加されると、電気―機械変換素子14が伸縮し、このときの被駆動物体の慣性力と摩擦係合部材による摩擦係合力との相対的な大きさを制御して被駆動物体を軸方向に往復動させうる動作原理も第1の実施形態の駆動装置1Aの場合と同一である。従って、これら構成部材の詳細説明は省略する。
(Third embodiment)
7 and 8 are views showing a driving apparatus according to the third embodiment of the present invention. The
駆動装置1Cでは、他方の電極(上面側の電極)14bとリード線17との電気的接続構造として、被駆動部材15の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と電気―機械変換素子14の他方の電極14bとが導電性接続手段21により接続され、さらに、保持部材11の少なくとも被駆動部材15と対応するエリア面に導電性を有する敷板23が設けられ、敷板23の上に設けられた導電性材料よりなるガイド部材22で前記被駆動部材15の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、敷板23と他方の電極14bとが電気的に接続され、さらに、敷板23に導電性接続手段20によりリード線19が接続されている。なお、敷板23に換えて同エリア面を導電性のメッキや塗装をしても良い。
In the
第3の実施形態の駆動装置1Cによれば、電気―機械変換素子14の他方の電極14bと被駆動部材15との間の電気的な接続が行われ、さらに、被駆動部材15と保持部材11の少なくとも被駆動部材15と対応するエリア面との間の電気的な接続が行われ、他方の電極14bに電圧を供給するためのリード線19を、微小部材である電気―機械変換素子14に対してではなく、十分に大きな保持部材11の上面にハンダ付けにより取り付けることができる。もって、電気―機械変換素子14から離れた部位でかつハンダ付けがやり易い部位でのリード線の取り付けが実現できる。そして、電気−機械変換素子14の伸縮によりリード線19も同時に移動するためにリード線の反力による動作の妨げやリード線の断線等の不具合が生じるという懸念は解消される。
According to the
図9は、レンズ保持案内装置30と第1の実施形態の駆動装置1Aとを組み合わせてなるレンズ駆動装置2を示す図である。レンズ保持案内装置30は、レンズGを保持して光軸L方向に案内するレンズホルダ31を浮動的な状態に備えている。すなわち、レンズホルダ31より両側に突出する一対のガイドブラケット32,33は、ガイドコラム34,35に係合案内され、かつ、ブラケット36より立設されたガイドピン37の周りに遊嵌するコイルばね38が上方の押圧部材(不図示)により圧縮され下方へ付勢されている。レンズ保持案内装置30には、一側面より張り出した連節ピン39が光軸Lに関して垂直面内に位置し、この連節ピン39の下側に、駆動装置1Aが備えられている。
駆動装置1Aは、駆動部材12と電気―機械変換素子14と被駆動部材15との組立体の軸線が、光軸Lに関し垂直面内に存在しかつ連節ピン39の下側に直角にすれ違うように備えられている。
この実施例では、駆動装置1Aの被駆動部材15の上面が張出端に向かって下降する傾斜面15aとなっていて、この傾斜面15aに連接ピン39が載っている。
FIG. 9 is a diagram showing a
In the
In this embodiment, the upper surface of the driven
この実施例のレンズ駆動装置2によれば、リード線17、19に制御電圧が印加されることにより、電気―機械変換素子14が急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13の方向に移動していき、傾斜面15aの連接ピン接触レベルが下がるので、レンズホルダ31の重量及びコイルばね38の付勢によりレンズホルダ31が下降する。
また、電気―機械変換素子14が緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、被駆動部材15が摩擦係合部材13から離隔する方向に移動していき、傾斜面15aの連接ピン接触レベルが上がる方向に変位することになるが、このとき、傾斜面15aが楔作用を生起しレンズホルダ31の重量及びコイルばね38の付勢に抗して連接ピン39を持ち上げる。従って、レンズホルダ31が上昇する。
According to the
Further, when the
この実施例のレンズ駆動装置2によれば、第1の実施形態の駆動装置1Aを用いたから、該駆動装置1Aの作用効果を奏し、これに加え、構造が簡易・組み立てが容易であり、コスト削減になる等の効果を奏するレンズ駆動装置を提供することができる。
According to the
(その他の実施の形態、変形例)
以上、本発明に係る第1〜第3の実施形態及び実施例について図面を参照し説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限度で種々の設計変更や工程の変更が可能であり、そのような変更を技術的範囲に含むものである。
(Other embodiments and modifications)
The first to third embodiments and examples according to the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this, and various design changes and modifications can be made without departing from the gist. Process changes are possible, and such changes are included in the technical scope.
(駆動部材12について)
駆動部材12は、上記実施形態では丸棒状に形成されているが、回転軸の機能を必要としない構成要素であるから角棒状等に構成されても良い。また駆動部材12は、上記実施形態では質量が小さい導電性材料であるCFRP等により構成されているが、少なくとも外面が導電性を有している構成であればよい。例えば、軸材料に適する質量が小さい非導電性材料より棒状に形成され外面をめっきされた構成であっても良い。
(About the drive member 12)
The
(摩擦係合部材13について)
摩擦係合部材13は、駆動部材12を介して電気―機械変換素子14の一方の電極14aと電気的に接続される構成であれば良く、最も大きい考え方として、駆動部材12を摩擦係合支持する係合支持面(貫通孔内面部)の少なくとも一部が導電性を有していることにより電気的に接続されていれば良い。上記実施形態では、ばね部材13bが導電性材料より構成され、係合固定部材13aが非導電性材料より構成され、リード線17の取り付けがばね部材13bに対して行われているが、これとは逆に、ばね部材13bが非導電性材料より構成され、係合固定部材13aが導電性材料より構成され、リード線17の取り付けが係合固定部材13aに対して行われてもよい。さらに両者とも導電性材料より構成されても良い。
(About the friction engagement member 13)
The
(被駆動部材15について)
第3の実施形態では、電気―機械変換素子14の他方の電極14bと敷板23とが被駆動部材15を介して電気的に接続されていれば良い。従って、被駆動部材15は、少なくとも外面が導電性を有していれば良い。また、被駆動部材15は、質量が大きい導電性金属材料(例えば銅系合金)から構成することが好ましいが、質量が大きい非導電性材料の外面に導電性メッキを付けたものであっても良い。
(About the driven member 15)
In the third embodiment, the
(保持部材11について)
第3の実施形態では、保持部材11を導電性材料で構成して敷板23を無くしても良い。この場合、係合固定部材13aを導電性材料で構成するときは、保持部材11と係合固定部材13aとの絶縁を行って、リード線17とリード線19との短絡を防止する。
第3の実施形態では、被駆動部材15の少なくとも外面が導電性を有しており、該外面と前記電気―機械変換素子14の他方の電極14bとが導電性接続手段21により接続され、さらに、前記保持部材11の少なくとも前記被駆動部材15と対応するエリア面の敷板23が導電性を有し、
該敷板23に設けられた導電性材料よりなるガイド部材22で前記被駆動部材15の下面が相対スライド可能に受承されたことにより、前記敷板23と前記他方の電極14bとが電気的に接続され、さらに、該敷板23に導電性接続手段20によりリード線19が接続されている構成であれば良い。
(About the holding member 11)
In the third embodiment, the holding
In the third embodiment, at least the outer surface of the driven
Since the lower surface of the driven
本発明の駆動装置及びレンズ駆動装置は、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ(レンズ枠)の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量(移動量)を微調整できるため、デジタルカメラの駆動装置として適用できるのは勿論のこと、その他のレンズ光学系の駆動装置としても有用である。 The drive device and lens drive device of the present invention can speed up or slow down the movement speed of the lens (lens frame) in the optical axis direction while achieving simplification and downsizing of the structure, and the time required for movement can be reduced. Since it can be shortened and the feed amount (movement amount) of the lens can be finely adjusted, it can be applied as a drive device for a digital camera and is also useful as a drive device for other lens optical systems.
1A,1B,1C 駆動装置(レンズ駆動手段)
2 レンズ駆動装置
11 保持部材
12 駆動部材
13 摩擦係合部材
13a 係合固定部材
13a’ 凹部
13b ばね部材
14 電気―機械変換素子
14a 一方の電極
14b 他方の電極
15 被駆動部材
16 導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)
17 リード線
18 導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)
19 リード線
20 導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)
21 導電性接続手段(ハンダ付け又は導電性接着材)
22 ガイド部材
23 敷板
1A, 1B, 1C driving device (lens driving means)
2
17
19
21 Conductive connection means (soldering or conductive adhesive)
22
Claims (6)
前記駆動部材は、少なくとも外面が導電性を有し、該外面が導電性接続手段により前記電気―機械変換素子の一方の電極に電気的に接続されている、
ことを特徴とする駆動装置。 A holding member, a drive member, a friction engagement member provided on the holding member and supporting the drive member in a friction engagement state, and an electric member having one end face in an expansion / contraction direction fixed to an end face of the drive member A mechanical conversion element, and a driven member fixed to the other end surface of the electro-mechanical conversion element,
The drive member has at least an outer surface conductive, and the outer surface is electrically connected to one electrode of the electro-mechanical conversion element by a conductive connection means.
A drive device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 In the friction engagement member, at least a part of an engagement support surface that frictionally supports the drive member has conductivity, so that one of the electro-mechanical conversion elements is interposed via the drive member. Electrically connected to the electrode,
The drive device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の駆動装置。 The friction engagement member includes an engagement fixing member provided on the holding member and having a recess for receiving and guiding the driving member, and a spring member fixed to the engagement fixing member. And at least one of the spring members is made of a conductive material, and is electrically connected to one electrode of the electro-mechanical conversion element via the drive member,
The drive device according to claim 1, wherein the drive device is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の駆動装置。 At least a part of the outer surface of the driven member has conductivity, and a part of the outer surface and the other electrode of the electromechanical conversion element are connected by a conductive connection means, and A lead wire is connected to a part of the outer surface of the driven member by a conductive connecting means,
The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive device is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の駆動装置。 At least a part of the outer surface of the driven member has conductivity, a part of the outer surface and the other electrode of the electromechanical conversion element are connected by a conductive connecting means, and the driven member A guide member made of a conductive material provided on the member and electrically connected to a part of the outer surface, and at least a surface of the holding member in contact with the guide member is electrically connected, and is electrically connected;
The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive device is provided.
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