JP2010074986A - Drive device, imaging device equipped with the same, and electronic equipment equipped with the drive device or imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子を用いて被駆動体を駆動する駆動装置、この駆動装置を備えた撮像装置、及び前記駆動装置または撮像装置を備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a driving device that drives a driven body using a piezoelectric element, an imaging device including the driving device, and an electronic apparatus including the driving device or the imaging device.
従来より、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た。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ている。 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, for example.
最近では、携帯電話に搭載されるカメラモジュールにおけるズーム機構やオートフォーカス機構として前記駆動装置が使用されている。 Recently, the drive device has been used as a zoom mechanism or an autofocus mechanism in a camera module mounted on a mobile phone.
従来の駆動装置としては、例えば特開2007−252103号公報や特開2007−274790号公報に開示されている駆動装置がある。 As conventional driving devices, there are driving devices disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-252103 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-274790.
これら駆動装置は、電圧印加により屈曲する圧電素子と、圧電素子の一端を保持する保持部材と、圧電素子の自由端と摩擦接触する被駆動体と、圧電素子と被駆動体とを一定の力で押し付けるための与圧機構とを備え、圧電素子の屈曲変位によって摩擦接触している被駆動体を移動させるといったものである。 These driving devices have a piezoelectric element that bends when voltage is applied, a holding member that holds one end of the piezoelectric element, a driven body that is in frictional contact with the free end of the piezoelectric element, and a constant force between the piezoelectric element and the driven body. And a pressurizing mechanism for pressing the driven member, and the driven body in frictional contact is moved by bending displacement of the piezoelectric element.
また、従来の圧電素子(振動体)を備えた装置としては、例えば特開2007−37394号公報に開示されている圧電アクチュエータがある。 Moreover, as an apparatus provided with the conventional piezoelectric element (vibrating body), there exists a piezoelectric actuator currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-37394, for example.
この圧電アクチュエータは、振動体の自由端周辺に隙間を設けることで、落下衝撃時において、その隙間により圧電アクチュエータの自由端部を捕捉し、耐衝撃性を向上させるといったものである。
しかしながら、前述の特開2007−252103号公報や特開2007−274790号公報に開示されている駆動装置を構成する圧電素子は、長さ方向の一端を保持部材によって保持された片持ち梁構造になっているが、当該片持ち梁構造に落下衝撃が加わった場合、落下方向により、圧電素子の厚さ方向に大きな負荷がかかり、被駆動体の駆動時における圧電素子の変位量を大きく超えた変形を生じてしまう。その結果、圧電素子が破損するという問題があった。特に、携帯電話のような携帯機器は、落下衝撃が加わることが多々あると想定されるため、例えば携帯電話に内蔵するカメラ(撮像装置)の撮影レンズ等の駆動装置に用いる場合には耐落下衝撃性に問題が生じていた。 However, the piezoelectric element constituting the driving device disclosed in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2007-252103 and 2007-274790 has a cantilever structure in which one end in the length direction is held by a holding member. However, when a drop impact is applied to the cantilever structure, a large load is applied in the thickness direction of the piezoelectric element depending on the dropping direction, and the displacement amount of the piezoelectric element when driving the driven body is greatly exceeded. Deformation will occur. As a result, there is a problem that the piezoelectric element is damaged. In particular, a portable device such as a mobile phone is assumed to be subject to a drop impact in many cases. For example, when it is used for a driving device such as a photographing lens of a camera (imaging device) built in the mobile phone, the mobile phone is drop resistant. There was a problem with impact.
また、前述の特開2007−37394号公報に開示されている圧電アクチュエータは、圧電素子の自由端周辺に隙間を設けることで耐落下衝撃性の向上を図っている。落下衝撃時における圧電素子への負荷を更に低減させるためには、圧電素子の自由端を短くすることで剛性を強くし、落下衝撃時における圧電素子の変形量を抑える等の対応が考えられる。しかしながら、このような対応は、電圧印可時における圧電素子の変位量が減少する等、駆動特性に影響を与えるため好ましくないといった問題があった。 Further, the piezoelectric actuator disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-37394 improves the drop impact resistance by providing a gap around the free end of the piezoelectric element. In order to further reduce the load on the piezoelectric element at the time of the drop impact, it is conceivable to increase the rigidity by shortening the free end of the piezoelectric element and to suppress the deformation amount of the piezoelectric element at the time of the drop impact. However, such a measure has a problem that it is not preferable because it affects driving characteristics, such as a decrease in the amount of displacement of the piezoelectric element when a voltage is applied.
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、圧電素子の駆動特性に影響を与えることなく、耐衝撃性を向上させた駆動装置、この駆動装置を備えた撮像装置、及び前記駆動装置または撮像装置を備えた電子機器を提供することにある。 The present invention was devised to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a drive device with improved impact resistance without affecting the drive characteristics of the piezoelectric element, and an image pickup apparatus equipped with this drive device. And providing an electronic apparatus including the driving device or the imaging device.
前記課題を解決するため、本発明の駆動装置は、図1に示すように、一端が固定端、他端が自由端であり、自由端側で屈曲変位が励起される屈曲変位部材5と、当該屈曲変位部材5の屈曲変位を伝達して被駆動体2を駆動させる摩擦部材3と、屈曲変位励起時に変位量が0となる部位である屈曲変位部材5の非変位部5aに隣接する位置に配置された第1の過屈曲規制部材9と、前記屈曲変位部材5の一端を固定する固定部材(筐体6の固定壁6a)と、前記屈曲変位部材5と前記摩擦部材3との間に配置された中間部材4と、前記被駆動体2を前記摩擦部材3側へ付勢する与圧部材1とを備えている。
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. 1, the driving device of the present invention includes a
なお、前記与圧部材1は、例えばコイルばねまたはコイルばねのように弾性を有する部材であり、本発明においては設けていても設けていなくてもよい。しかしながら、特に前述したような中間部材を備えた構成となっている場合には、屈曲変位部材5への負荷をより大きくすることができるため与圧部材1を設ける方がより好ましい。
The pressurizing
これにより、圧電素子の駆動特性に影響を与えることなく、落下時の衝撃によって屈曲変位部5が破損してしまうことを防止することができ、耐落下衝撃性を向上させることができる。
Thereby, it is possible to prevent the
また、前記第1の過屈曲規制部材は前記非変位部に接触した状態で配置されていてもよく、前記第1の過屈曲規制部材と前記非変位部とは例えば線接触または点接触していてもよい。 The first overbend restricting member may be disposed in contact with the non-displacement part, and the first overbend restricting member and the non-displacement part are, for example, in line contact or point contact. May be.
この場合には、より確実に過屈曲変位を規制することができる。 In this case, the excessive bending displacement can be more reliably regulated.
また、前記第1の過屈曲規制部材は前記非変位部に非接触な状態で配置されていてもよい。 The first overbending restricting member may be disposed in a non-contact state with the non-displacement portion.
この場合には、過屈曲変位が生じたときのみ第1の過屈曲規制部材を前記非変位部に接触させることができる。 In this case, the first overbend restricting member can be brought into contact with the non-displacement part only when the overbend displacement occurs.
また、前記屈曲変位部材の自由端の先端部近傍に配置されており、前記屈曲変位部材の過屈曲変位を規制する第2の過屈曲規制部材をさらに備えていてもよい。例えば、前記第2の過屈曲規制部材は、前記屈曲変位部材の自由端の先端部近傍に間隙を設けた状態で配置されていることが好ましく、前記屈曲変位部材の屈曲変位を規制せず、かつ、過屈曲変位を規制する位置に配置されていることがさらに好ましい。 Moreover, it may be further provided with a second overbending restricting member that is disposed in the vicinity of the distal end portion of the free end of the bending displacement member and restricts the overbending displacement of the bending displacement member. For example, the second overbending restricting member is preferably arranged in a state where a gap is provided in the vicinity of the distal end portion of the free end of the bending displacement member, and the bending displacement of the bending displacement member is not restricted, Further, it is more preferable to arrange at a position where excessive bending displacement is restricted.
この場合には、屈曲変位の励起を妨げることなく、屈曲変位部材の自由端の破損を防止することができる。 In this case, breakage of the free end of the bending displacement member can be prevented without hindering excitation of the bending displacement.
なお、前記第1の過屈曲規制部材及び第2の過屈曲規制部材は弾性を有する部材であることが、屈曲変位部材の破損を防止することができるため好ましい。 In addition, it is preferable that the first over-bending restricting member and the second over-bending restricting member are members having elasticity because damage to the bending displacement member can be prevented.
本発明の撮像装置は、前述したいずれかの駆動装置と、撮像対象となる物体を結像する光学系と、当該光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とを有しており、前記非駆動体は前記光学系を保持する光学系保持部材である。 An imaging apparatus according to the present invention includes any one of the driving devices described above, an optical system that forms an image of an object to be imaged, and an imaging element that converts an image formed by the optical system into an electrical signal. The non-driving body is an optical system holding member that holds the optical system.
これにより、耐衝撃性を有した撮像装置(例えばカメラモジュール)を実現することが可能となる。 Thereby, it is possible to realize an imaging device (for example, a camera module) having impact resistance.
本発明の電子機器は、前述したいずれかの駆動装置または前述した撮像装置を備えたものである。 The electronic apparatus according to the present invention includes any one of the driving devices described above or the imaging device described above.
これにより、耐衝撃性を有した電子機器を実現することが可能となる。 Thereby, it is possible to realize an electronic device having impact resistance.
本発明は前記のように構成したので、圧電素子の駆動特性に影響を与えることなく、耐衝撃性を向上させることができる。 Since the present invention is configured as described above, the impact resistance can be improved without affecting the drive characteristics of the piezoelectric element.
以下、本発明の駆動装置、この駆動装置を備えた撮像装置、及び前記駆動装置または撮像装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a drive device according to the present invention, an image pickup device including the drive device, and an electronic apparatus including the drive device or the image pickup device will be described.
なお、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の実施形態および図面によって限定されるものではない。 In the following description, various technically preferable limitations for carrying out the present invention are given, but the scope of the present invention is not limited by the following embodiments and drawings.
<駆動装置の実施形態1>
まず、本発明の駆動装置の実施形態1について図面を参照しつつ説明する。
<
First, a first embodiment of the drive device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の駆動装置の実施形態1を示す斜視図であり、筐体からカバーを外した状態を示す。
FIG. 1 is a perspective
本明細書においては、屈曲変位部材の厚さ方向をX方向とし、静止状態の屈曲変位部材の長さ方向をY方向とし、被駆動体の移動方向をZ方向とし、X方向はYZ平面に対して垂直な方向であり、Y方向はZX平面に対して垂直な方向であり、Z方向はXY平面に対して垂直な方向である。
(駆動装置全体の構造)
本実施形態の駆動装置10は、被駆動体2と、一端部が筐体6に固定されており、電気的制御により屈曲変位が生じる屈曲変位部材5と、一端部が前記屈曲変位部材5に連結されており、他端部が被駆動体2の被駆動体接触部2aに接触部材2dを介して摩擦接触している摩擦部材3と、前記屈曲変位部材5と前記摩擦部材3との間に設けられた中間部材4と、一端部が前記被駆動体2の被駆動体与圧部2bに固定されるとともに他端部が前記筐体6の筐体与圧部6bに固定されており、被駆動体2を前記摩擦部材3側へ付勢する与圧部材1とを備えている。
In this specification, the thickness direction of the bending displacement member is the X direction, the length direction of the bending displacement member in the stationary state is the Y direction, the moving direction of the driven body is the Z direction, and the X direction is on the YZ plane. The Y direction is a direction perpendicular to the ZX plane, and the Z direction is a direction perpendicular to the XY plane.
(Structure of the entire drive unit)
In the
前記屈曲変位部材5は、いわゆる圧電素子であり、図1に示すように、その屈曲変位方向が被駆動体2の移動方向(Z方向)に垂直となるように配置されている。屈曲変位部材5の固定端(一端部)は、筐体6の固定壁6aに接着固定されている。即ち、被駆動体2の移動方向(Z方向)に対して固定壁6aの壁面が平行になるように固定壁6aが配置されており、この固定壁6aの壁面に、屈曲変位部材5の厚さ方向と直交する面が接着固定されている。なお、固定壁6aは筐体6と一体であっても一体でなくてもよいが、一体であることが部材点数の低減や位置精度の向上を図れるためより好ましい。
The
与圧部材1と摩擦部材3とは、被駆動体接触部2aと被駆動体接触部2aに接着固定された接触部材2dとを挟んで配置されており、与圧部材1によって被駆動体2の被駆動体接触部2a及び接触部材2dが摩擦部材3側へ常時付勢されている。
The pressurizing
与圧部材1は、コイルばねまたはコイルばねのように弾性を有する部材であることが好ましく、コイルばねである場合にはその一端または両端が弾性の無い密着巻きにされていることがより好ましい。コイルばねの一端または両端が弾性の無い密着巻きにされている場合には、接着剤等を利用して前記コイルばねを筐体6または被駆動体2に固定するときに、接着剤の塗布面積を大きく確保することができる。また、密着巻きにされていることにより、固定される範囲が製造公差等によりばらつくことが無いので、安定した与圧荷重を得ることができる。
The pressurizing
筐体6に設けられたガイド軸7は、被駆動体2をZ方向に沿って円滑に移動させるためのガイドであり、筐体6の底面に対して垂直に設けられた軸を被駆動体2に設けられた軸孔に通した構成となっている。ガイド軸7は、被駆動体2を案内するものであれば軸である必要はなく、例えば、リニアガイドまたは板ばね等を用いても良い。
The
被駆動体2は、与圧部材1によって屈曲変位部材5側へ常時付勢されるようになっている。このため、被駆動体2は、安定した位置を保つことができる。例えば、本発明に係る駆動装置10を携帯電話等の携帯型の電子機器に応用する場合には、当該電子機器は落下等による衝撃を受けるおそれが高い。このため、本実施形態の駆動装置10をそのような電子機器に使用する場合には、ガイド軸7を利用して被駆動体2の位置を安定に保つこと、即ち、被駆動体2が筐体6から外れることを防止する必要がある。
The driven
筐体6は、与圧部材1や屈曲変位部材5等をその内部に備える枠構造であり、駆動装置10の強度や機能を確保するには必要であるが、駆動装置10の実装状況によっては不要の場合もある。例えば、本実施形態の駆動装置10が電子機器等に内蔵され、筐体の代替となる他の構造が設けられている場合には、筐体6は不要である。但し、本発明においては、筐体の代替となる他の構造も駆動装置10の筐体と見なすこととする。
The
また、本実施形態の駆動装置10には、屈曲変位部材5に接触する形で、後述の第1の過屈曲規制部材9が配されている。
(摩擦による駆動機構の説明)
次いで、本実施形態の駆動装置10の駆動機構を形成する屈曲変位部材5、中間部材4及び摩擦部材3とその作用について説明する。
Further, the
(Description of friction driven mechanism)
Next, the bending
図2は、図1に示す駆動装置を構成する屈曲変位部材、中間部材及び摩擦部材の一例を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a bending displacement member, an intermediate member, and a friction member that constitute the drive device illustrated in FIG. 1.
前記屈曲変位部材5は、バイモルフ型の圧電素子であり、例えば、図2に示すように、金属板からなるシム部材51の両面(または、片面でもよい。)に積層圧電素子(変位部材52)を形成することにより構成されている。屈曲変位部材5は、駆動装置10が備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよい。従って、屈曲変位部材5の構成や形状は特定の構成や形状に限定されるものではなく、変位部材52としては形状記憶合金等の他の材料を用いても良い。
The bending
また、屈曲変位部材5の一端部は筐体6の固定壁6a(図1参照)に接着固定された固定端になっており、他端部は自由端になっている。前記屈曲変位部材5の自由端側には、前記摩擦部材3が中間部材4を介して連結されている。さらに、屈曲変位部材5の図示しない電極部は図示しない電極端子に半田付けされ、図示しない外部駆動回路にて電気的に駆動される。
Further, one end of the bending
ここで、被駆動体2の移動に利用される制御方法の一例について説明する。
Here, an example of the control method used for the movement of the driven
まず初めに、前記屈曲変位部材5に電圧を印加すると、一つの印加条件ではシム部材51の一方の面(図2では紙面手前側の面)に形成された変位部材52が縮み、他の印加条件では他方の面(図2では紙面奥前側の面)に形成された変位部材52が縮む。その結果、屈曲変位部材5の自由端が、図2中に両方向矢印A1,A2で示すように、XY平面に略平行な方向に沿って+X方向または−X方向に振れて、屈曲変位部材5全体が屈曲運動する。
First, when a voltage is applied to the bending
一方、前記中間部材4は、例えば下向きコ字形状の薄板部材であり、横桟部位と当該横桟部位の両端部から下方にそれぞれ延設された縦桟部位とから構成されている。さらに、前記中間部材4は、一方の縦桟部位が屈曲変位部材5に固着されているとともに、屈曲変位部材5に固着されていない他の縦桟部位が自由端となっている。即ち、前記中間部材4は、Z方向に自由端を有する構造となっている。
On the other hand, the
従って、前記屈曲変位部材5に印加する電圧を前記一つの印加条件に従って変化させて、シム部材51の一方の面に形成された変位部材52を縮めるとともに、シム部材51の他方の面に形成された変位部材52を伸ばした場合、中間部材4が+X方向(矢印A1で示す方向)に振れるとともに、摩擦部材3が接触部材2dに押し付けられて被駆動体2がガイド軸7に沿って初期状態の位置から+Z方向にスライド移動する。即ち、中間部材4の自由端は、屈曲変位部材5の変化により+X方向に振れると同時に被駆動体2のスライド移動により+Z方向にも振れる。
Accordingly, the voltage applied to the bending
次いで、上記の状態と逆の状態に急速に変化させた、すなわち、変位部材52の伸縮を急速に逆転させた場合、中間部材4が−X方向(矢印A2で示す方向)に振れるが、急速な中間部材の変位により、摩擦部材3と接触部材2d間にスリップ(滑り)が発生し、被駆動体2は、−Z方向には動かない、もしくは多少−Z方向にスライド移動するだけで静止している。即ち、中間部材4の自由端は、屈曲変位部材5の変化により−X方向に振れると同時に被駆動体2のスライド移動により−Z方向にも多少振れる。
Next, when the state is rapidly changed to the state opposite to the above state, that is, when the expansion and contraction of the displacement member 52 is rapidly reversed, the
続いて、前述したような電圧の急速な変化及び一定の勾配での変化が繰り返し実施されることにより、屈曲変位部材5の屈曲運動に励起されて、前記中間部材4の自由端が、図2中に矢印Bで示すように、XZ平面に略平行な方向に沿って振れる。その結果、摩擦部材3がX方向及びZ方向に移動し、被駆動体2がガイド軸7にガイドされてZ方向に移動する。なお、矢印Bで示す方向は一例である。
Subsequently, the rapid change of the voltage and the change at a constant gradient as described above are repeatedly performed, so that the free end of the
即ち、本実施形態の駆動装置10においては、屈曲変位部材5の往復屈曲速度が異なるように屈曲変位部材5の各電極部に印加する電圧を制御し、被駆動体2と摩擦部材3との間に作用する摩擦力を電圧変化時の速度差によって変化させることにより摩擦移動差を生じさせて、被駆動体2のZ方向における変位量(移動量)を変化させる構成となっている。屈曲変位部材5を往復屈曲させる駆動周波数は数kHz以上、より好ましくは非可聴である超音波周波数(20kHz以上)である。
That is, in the driving
なお、前述した被駆動体2の移動に利用される制御方法は一例であり、シム部材51及び変位部材52の配置や電極部への電圧の印加条件等を変更することによって、屈曲変位部材5の屈曲運動のパターンを変更することは可能である。例えば、特許文献1及び特許文献2等の従来の技術を開示した文献に記載されている方法を用いてもよく、ここでは制御方法の他の例に関する説明を省略する。
The control method used for the movement of the driven
前述したように、前記中間部材4は、屈曲変位部材5と摩擦部材3の間に配置することにより、屈曲変位部材5の変位方向とは異なる方向に摩擦部材3を移動させる変位方向変換を行う働きを有している。この働きにより、図1に示すように、屈曲変位部材5を、その厚さ方向がZ方向と垂直となる向きに配置することが可能となり、駆動装置10の幅方向(X方向)の小型化を図ることができる。
As described above, the
なお、摩擦部材3及び接触部材2dの材料は、互いの摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えば、金属、樹脂またはカーボン等が挙げられる。
In addition, the material of the
また、中間部材4は、変位方向変換を行う働きを有していればよく、図2に示す形状に限定されるものではなく、例えば「L」字形状の薄板部材であってもよい。
Further, the
図3は、図1に示す駆動装置を構成する中間部材の変形例を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory view showing a modification of the intermediate member constituting the drive device shown in FIG.
この中間部材4は、横桟部位と当該横桟部位の一方の端部から下方に延設された縦桟部位とから構成されており、横桟部位の他方の端部が屈曲変位部材5の自由端における隅の何れか一方(図3では上隅)に固定されている。
The
また、摩擦部材3は、中間部材4におけるZ方向の先端部(図2及び図3においては、屈曲変位部材5に固着されていない縦桟部位の下端部近傍)に固定されている。中間部材4の材料は、弾性を有する金属が好ましく、例えば、SUS(ステンレス鋼)、アルミニウムまたはリン青銅等が挙げられる。
(駆動制御方法について)
接触部材2dは、本実施形態では被駆動体2(図1では被駆動体接触部2aの一側面)に接着固定された部材であるが、被駆動体2(例えば被駆動体接触部2a)と一体に形成された部材であってもよく、この場合には被駆動体2と一体となって移動する。
Further, the
(About drive control method)
In this embodiment, the
なお、本実施形態の駆動装置10を構成する被駆動体2は、前述の特許文献1等に記載されているレンズ保持枠を駆動するための中間的な被駆動体とは異なる部材である。本実施形態では、被駆動体2自体を摩擦部材3と直接接触させ駆動させているため、中間的な被駆動体を設ける必要がなく、駆動装置10の小型化が図れるとともに、各部材配置の自由度を増すことができる。本実施形態の駆動装置10は、以下に説明するように各部材の配置を工夫することによって、前記中間的な被駆動体を不要とする構成となっている。
(過屈曲規制部材の作用)
次いで、本実施形態の駆動装置10の駆動機構を構成する第1の過屈曲規制部材9の作用について説明する。
Note that the driven
(Operation of over-bending restricting member)
Next, the operation of the first
前記第1の過屈曲規制部材9は屈曲変位部材5に接触する形で配されている。
The first
もし、第1の過屈曲規制部材9を配さない場合には、屈曲変位部材5とカバー8との間にスペースを有する状態になっている。また、屈曲変位部材5は、被駆動体接触部2a、接触部材2d、摩擦部材3及び中間部材4を介して与圧部材1からの与圧がカバー8側に常にかかった状態になっている。そのため、このような状態で、駆動装置10に何らかの外力、例えば落下による衝撃力が付加された場合、屈曲変位部材5はカバー8側に過屈曲変位してしまい、屈曲変位部材5の破損等の問題が生じる。
If the first
一般に、バイモルフ型の圧電素子(屈曲変位部材5)はセラミックや金属で構成されており、特にセラミックは0.数mmの変形により破損してしまう。また、過屈曲変位時には、屈曲変位部材5と固定壁6aとの接着部位にも大きな負荷がかかり、結果として接着剥がれが生じてしまう。
In general, the bimorph type piezoelectric element (bending displacement member 5) is made of ceramic or metal. It will be damaged by deformation of several mm. Further, at the time of excessive bending displacement, a large load is also applied to the bonding portion between the bending
前記問題を解決するため、本実施形態においては、第1の過屈曲規制部材9を配することで、屈曲変位部材5の自由長を短くし、落下時の衝撃力付加による屈曲変位部材5の変形量を制限することにより、耐落下衝撃性能の向上を実現している。
In order to solve the above-described problem, in the present embodiment, the first
なお、第1の過屈曲規制部材9の材料としては、衝撃力を緩和する弾性を有する部材、例えばゴム材、ゲル材またはばね等が特に好ましい。
(過屈曲規制部材の配置位置と駆動時における振動モード)
前記第1の過屈曲規制部材9は、屈曲変位部材5が屈曲運動により被駆動体2を駆動させる際における、屈曲変位部材5の振動モードの節となる位置に接触するよう配される。
なお、前記「節」とは、屈曲変位部材5が屈曲運動を行う際(屈曲変位励起時)に、変位量が「0」になる部分であり、本明細書においては、「非変位部」とも言う。即ち、屈曲変位励起時においても非変位部5aの変位量は0であるため、非変位部5aの位置に第1の過屈曲規制部材9を接触させた場合においても、駆動特性を損なうことなく、第1の過屈曲規制部材9を配さない場合と同様に、屈曲変位部材5は屈曲運動を行う。
In addition, as a material of the 1st
(Position of over-bending restricting member and vibration mode during driving)
The first
The “node” is a portion where the amount of displacement becomes “0” when the bending
前記固定壁6aが、例えばSUSのような金属材料またはセラミック等、剛性の高い材料で形成されている場合、屈曲変位部材5は、共振駆動時において、片もち梁の振動モードをとる。屈曲変位部材5は、与圧部材1によって自由端の先端部に荷重がかかっている状態であるため、荷重の大きさにより共振駆動時における屈曲変位部材5の振幅量及び共振周波数の値は若干変化するが、非変位部5aの位置は不変である。
When the fixed
また、屈曲変位部材5を構成する材料を変更した場合においても、振動モードの非変位部5aの位置は、屈曲変位部材5の寸法により決定されるため、非変位部5aの位置は不変である。
Even when the material constituting the bending
例えば、屈曲変位部材5の自由長を1とした場合、2次モードで中間部材4を励起する場合には固定端から0.774となる位置、一方、3次モードで中間部材4を励起する場合には固定端から0.5または0.868となる位置に接触するよう、第1の過屈曲規制部材9を配すればよい。
For example, when the free length of the bending
前記2次モード及び3次モードにおいて、0.774、0.5または0.868の位置に接触するように配置する際、屈曲変位部材5に密着しないような位置に第1の過屈曲規制部材9を配することも可能である。例えば、第1の過屈曲規制部材9を曲面または鋭角を有する形状に形成しておき、当該曲面または鋭角を屈曲変位部材5の近傍に配置するかまたはわずかに当接させた状態で配することによって、屈曲変位部材5における規制部材の影響を抑制してもよい。
In the secondary mode and the tertiary mode, the first over-bending restricting member is positioned so as not to be in close contact with the bending
また、固定壁6aが、例えばポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)または液晶ポリマー(LCP)等、剛性の低い材料で形成されていてもよい。
The fixed
図4は、図1に示す駆動装置を示す上面図であり、同図(a)は屈曲変位部材5が屈曲していない状態、同図(b)及び同図(c)は屈曲変位部材5が屈曲している状態を示している。なお、図4ではカバーの図示を省略している。
FIG. 4 is a top view showing the drive device shown in FIG. 1, in which FIG. 4 (a) shows a state in which the bending
固定壁6aが剛性の低い材料で形成されている場合には、固定壁6aは、屈曲変位部材5の屈曲運動に追従し、屈曲変位部材5は、図4(a)に示す状態から図4(b)または図4(c)に示す状態に変化したり、図4(b)または図4(c)に示す状態から図4(a)に示す状態に変化したりするため、屈曲変位部材5の略中央部分が非変位部5aとなった状態で屈曲運動を行う。そのため、固定壁6aが剛性の低い材料で形成されている場合には、屈曲変位部材5の略中央部分に第1の過屈曲規制部材9を配すればよい。
(過屈曲変位部材の形状例)
前記実施形態においては、第1の過屈曲規制部材9の形状は四角柱形状となっているが、振動モードの非変位部5aとなる位置で過屈曲変位を規制できるような構成であれば、これに限らない。
When the fixed
(Example of the shape of the overbend displacement member)
In the embodiment, the shape of the first
図5は、図1に示す駆動装置を構成する第1の過屈曲規制部材の変形例1を示す説明図であり、図6は、図1に示す駆動装置を構成する第1の過屈曲規制部材の変形例2を示す説明図であり、図7は、図1に示す駆動装置を構成する第1の過屈曲規制部材の変形例3を示す説明図である。図5〜図7において、(a)は斜視図、(b)は上面図である。なお、図5〜図7ではカバーの図示を省略している。 FIG. 5 is an explanatory view showing a first modification example of the first overbend restricting member constituting the drive device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a first overbend restriction constituting the drive device shown in FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing a second modification example of the member, and FIG. 7 is an explanatory view showing a third modification example of the first overbend restricting member constituting the drive device shown in FIG. 1. 5 to 7, (a) is a perspective view and (b) is a top view. In addition, illustration of a cover is abbreviate | omitted in FIGS.
第1の過屈曲規制部材19の変形例1は、図5に示すように、半円柱形状となっており、曲面となっている部位が屈曲変位部材5側に配されており、第1の過屈曲規制部材19と屈曲変位部材5とは線接触している。このような形状の第1の過屈曲規制部材19を用いることにより、屈曲変位部材5の非変位部5aのみに第1の過屈曲規制部材19を接触させることが可能となり、屈曲変位部材5の屈曲運動をより損なうことなく、駆動装置10に何らかの外力が付加された場合における過屈曲変位を規制することが可能となる。
As shown in FIG. 5,
また、第1の過屈曲規制部材29の変形例2は、図6に示すように、半球形状となっており、曲面となっている部位が屈曲変位部材5側に配されており、第1の過屈曲規制部材29と屈曲変位部材5とが点接触している。このような形状の第1の過屈曲規制部材29を用いることにより、屈曲変位部材5の非変位部5aのみに第1の過屈曲規制部材29を接触させることが可能となり、屈曲変位部材5の屈曲運動をより損なうことなく、駆動装置10に何らかの外力が付加された場合における過屈曲変位を規制することが可能となる。
Moreover, as shown in FIG. 6, the modified example 2 of the first
さらにまた、第1の過屈曲規制部材39の変形例3は、図7に示すように、半球形状となっており、平面となっている部位が屈曲変位部材5側に配されており、第1の過屈曲規制部材39が屈曲変位部材5に接着固定されている。第1の過屈曲規制部材39をこのように配した場合においても、図1に示す駆動装置10と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the modified example 3 of the first
なお、前記第1の過屈曲規制部材9,19,29,39は、屈曲変位部材5に接触した状態で配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、非接触状態で屈曲変位部材5近傍に配置されていてもよい。
The first
<駆動装置の実施形態2>
次に、本発明の駆動装置の実施形態2について図面を参照しつつ説明する。
<
Next, a second embodiment of the driving apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図8は、本発明の駆動装置の実施形態2を示す説明図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は上面図である。なお、同図(a)ではカバーの図示を省略している。
8A and 8B are explanatory
なお、本実施形態では、前述した実施形態1の駆動装置と同一構成部には同一参照番号を付しており、説明を省略する。 In the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the driving device of the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図1に示す駆動装置10によれば、第1の過屈曲規制部材9は、屈曲変位部材5が屈曲運動を行い中間部材4を励起する際に、非変位部5aに接触するよう配されており、駆動装置10が落下などで衝撃を受けた場合における屈曲変位部材5の過屈曲変位による破損を低減することが可能となっている。しかしながら、屈曲変位部材5の自由端の先端部と非変位部5aに配された第1の過屈曲規制部材9との距離が長い(屈曲変位部材5として使用する材料が破断する際の屈曲量以上離れている)場合に、落下等により付加された衝撃によって、非変位部5aを支点として屈曲変位部材5の自由端の先端部が過屈曲変位して図示しないカバーに接触する等してしまい、その結果、屈曲変位部材5が破損してしまう場合がある。
According to the
本実施形態の駆動装置110は、自由端の先端部の過屈曲変位を規制するための第2の過屈曲規制部材11を有している点が実施形態1に示す駆動装置と異なっている。
The
前記第2の過屈曲規制部材11は、図示しないカバーの内壁面に接着固定されており、屈曲変位部材5の自由端の先端部近傍に間隙を設けた状態で配置されている。
The second
第2の過屈曲規制部材11を配する位置としては、屈曲変位部材5が中間部材4を励起する際の屈曲運動時において、自由端の先端部と接触しないように決定する。これは、非変位部5aが接触してしまった場合、屈曲変位部材5の屈曲運動に影響を与えるためである。
The position at which the second
屈曲変位部材5の自由端の先端部付近に第2の過屈曲規制部材11を対向配置することによって、例えば落下等で衝撃が付加された場合であっても、屈曲変位部材5の自由端が第2の過屈曲規制部材11に接触することにより屈曲変位部材5の過屈曲変位が規制されるため、破損等の問題を回避することが可能となる。
By disposing the second
なお、第2の過屈曲規制部材11の材料としては、衝撃力を緩和するための弾性を有する部材、例えばゴム材、ゲル材またはばね等が特に好ましい。
In addition, as a material of the 2nd
また、本発明は上記の実施形態1及び実施形態2に示す構成に限定されるものではなく、第1の過屈曲規制部材9及び(または)第2の過屈曲規制部材11によって屈曲変位部材5の過屈曲変位を規制できる範囲であれば、その一部を変更した構成でも同様の効果を得ることができる。
<撮像装置の実施形態>
次に、本発明の撮像装置の実施形態について説明する。
Further, the present invention is not limited to the configuration shown in the first and second embodiments described above, and the bending
<Embodiment of Imaging Device>
Next, an embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described.
本実施形態の撮像装置は、前述の実施形態1または実施形態2に示す駆動装置を備えたカメラモジュール(カメラ等の撮像装置のレンズ駆動に用いる機構)である。 The imaging apparatus according to the present embodiment is a camera module (a mechanism used for driving a lens of an imaging apparatus such as a camera) provided with the driving apparatus described in the first or second embodiment.
このカメラモジュールは、実施形態1または実施形態2記載の駆動装置10と、撮像対象となる物体を結像する光学系と、当該光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像素子とで構成されている。
The camera module includes a driving
前記被駆動体2は、前記光学系を保持する光学系保持部材であり、その中央部に円環状のレンズ取り付け部2c(図1、図5(a)、図6(a)、図7(a)及び図8(a)参照)を有するレンズバレル、もしくはレンズを直接保持するレンズ保持枠を構成する。
The driven
カメラモジュールでは、前記摩擦部材3及び屈曲変位部材5を含む駆動機構によって光軸方向(Z方向)に沿って光学系が駆動されることにより、レンズ取り付け部2cに取り付けられたレンズのAF(オートフォーカス)動作を実現することができる。
In the camera module, the optical system is driven along the optical axis direction (Z direction) by a drive mechanism including the
本実施形態の撮像装置によれば、耐衝撃性を有したカメラモジュールを実現することが可能となる。
<電子機器の実施形態>
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。
According to the imaging apparatus of the present embodiment, it is possible to realize a camera module having impact resistance.
<Embodiment of Electronic Device>
Next, an embodiment of the electronic device of the present invention will be described.
本実施形態の電子機器は、前述の実施形態1または実施形態2に示す駆動装置、もしくは前述の撮像装置を備えている。 An electronic apparatus according to the present embodiment includes the driving device described in the first embodiment or the second embodiment or the imaging device described above.
例えば、前述のカメラモジュールを、デジタルカメラまたは携帯電話等の電子機器に搭載することにより、撮像光学系の耐衝撃性を向上させることが可能となる。 For example, by mounting the above-described camera module on an electronic device such as a digital camera or a mobile phone, it is possible to improve the impact resistance of the imaging optical system.
本発明の駆動装置、この駆動装置を備えた撮像装置、及び前記駆動装置または撮像装置を備えた電子機器は、耐衝撃性に優れた製品を提供する際に活用できる。 The drive device of the present invention, the image pickup device including the drive device, and the electronic device including the drive device or the image pickup device can be used when providing a product having excellent impact resistance.
10,110 駆動装置
1 与圧部材
2 被駆動体
2a 被駆動体接触部
2b 被駆動体与圧部
2c レンズ取り付け部
2d 接触部材
3 摩擦部材
4 中間部材
5 屈曲変位部材
6 筐体
7 ガイド軸
8 カバー
9,19,29,39 第1の過屈曲規制部材
11 第2の過屈曲規制部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110
Claims (16)
前記屈曲変位部材の屈曲変位を伝達して被駆動体を駆動させる摩擦部材と、
屈曲変位励起時に変位量が0となる部位である屈曲変位部材の非変位部に隣接する位置に配置された第1の過屈曲規制部材とを備えてなることを特徴とする駆動装置。 One end is a fixed end, the other end is a free end, and a bending displacement member whose bending displacement is excited on the free end side;
A friction member for transmitting the bending displacement of the bending displacement member to drive the driven body;
A drive device comprising: a first over-bending restricting member disposed at a position adjacent to a non-displacement portion of a bending displacement member, which is a portion where the displacement amount becomes 0 when bending displacement is excited.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008241154A JP2010074986A (en) | 2008-09-19 | 2008-09-19 | Drive device, imaging device equipped with the same, and electronic equipment equipped with the drive device or imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012005957A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Maxell Finetech Ltd | Driving device, image acquiring device, and electronic equipment |
-
2008
- 2008-09-19 JP JP2008241154A patent/JP2010074986A/en active Pending
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