JP2010262065A - Drive module and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動モジュール及び電子機器に関するものである。特に、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な駆動モジュール及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a drive module and an electronic device. In particular, the present invention relates to a drive module and an electronic device suitable for driving an optical system or a movable member to adjust a focal position or to use as an actuator.
従来から、カメラ機能付き携帯電話等の小型の電子機器において、撮像レンズユニット等の被駆動体を駆動してオートフォーカスやズーム等を行うために、形状記憶合金ワイヤの伸縮を利用して駆動を行う駆動モジュールが種々提案されている(特許文献1参照)。
図12に示すように、特許文献1の駆動装置100では、板バネ101を用いて光軸方向に移動可能にレンズを支持している。また、形状記憶合金ワイヤ102の両端部を支持体103に支持すると共に、形状記憶合金ワイヤ102の略中央部を被駆動体104のフック105に引っ掛けるように配置している。そして、形状記憶合金ワイヤ102に電力を供給することにより、形状記憶合金ワイヤ102の温度が上昇し、収縮することで、被駆動体104を上下動させることができるようになっている。
Conventionally, in a small electronic device such as a mobile phone with a camera function, in order to drive a driven body such as an imaging lens unit and perform autofocus, zoom, etc., it is driven using expansion and contraction of a shape memory alloy wire Various drive modules have been proposed (see Patent Document 1).
As shown in FIG. 12, in the
ところで、特許文献1の駆動装置では、被駆動体104を駆動させる際に、光軸Mが傾いてしまう恐れがあった。仮に、この光軸Mの傾きが大きくなってしまうと、撮像画像の片側のピントが合わない、所謂方ボケ等の不都合が生じる可能性が高かった。
光軸Mが傾いてしまう点について、詳細に説明する。
By the way, in the drive apparatus of patent document 1, when driving the to-be-driven
The point where the optical axis M is inclined will be described in detail.
まず、上記駆動装置100は、被駆動体104の2つの側面に沿って配設された一本の形状記憶合金ワイヤ102を利用して、被駆動体104を駆動させる構造であるので、被駆動体104の隅の一点に力が作用してしまい、吊り上げ側(フック105が形成された側)が持ち上がり、その反対側が下がるような力が被駆動体104に作用してしまう。
より具体的に説明すると、図13に示すように、被駆動体104のフック105に引っ掛けた形状記憶合金ワイヤ102を収縮させることで、被駆動体104を上下動させようとした際、形状記憶合金ワイヤ102の収縮によって力F10が発生する。つまり、鉛直方向(軸線方向)にF11の力が発生すると共に、水平方向にF12の力が発生する。
First, the
More specifically, as shown in FIG. 13, when trying to move the driven
一方、被駆動体104が上昇しようとする際には、被駆動体104の上面に配された板バネ101により被駆動体104の重心位置から下向き方向に力F21が発生する。これは、被駆動体104に取り付けられるレンズの軸方向がずれないように、被駆動体104の周方向に対して均等に力がかかるように板バネが形成されているためである。従って、被駆動体104の重心から下向きに力F21が発生する。また、形状記憶合金ワイヤ102の収縮により水平方向に力F12が発生するが、板バネ101は被駆動体104に取り付けられるレンズの軸方向がずれないように、水平面内でズレが生じないように規制しようとするため、力F12に反発する力F22が発生する。
On the other hand, when the driven
この結果、被駆動体104には鉛直方向に働く力F11及びF21によりモーメントAが発生し、水平方向に働く力F12及びF22によりモーメントBが発生する。このモーメントAとモーメントBとは向きが逆になるが、鉛直方向にかかる力の方が支配的であるため、モーメントAの絶対値がモーメントBの絶対値よりも大きくなる。
従って、図14に示すように、吊り上げ側(フック105が形成された側)が持ち上がり、その反対側が下がるように、被駆動体104が傾斜しようとしてしまう。つまり、図12に示すように、被駆動体104は、形状記憶合金ワイヤ102の2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L回りを矢印K方向に回転するように傾斜しようとしてしまう。
As a result, moment A is generated in the driven
Therefore, as shown in FIG. 14, the driven
ここで、板バネ101と被駆動体104との取り付け関係について説明する。
板バネ101は、枠部101aと、該枠部101aの径方向内側に配設され、被駆動体104に固定されるリング部101bと、枠部101aとリング部101bとを連結する4つのバネ部101cと、で主に構成されており、ピン106を介して被駆動体104に固定されている。
4つのバネ部101cは、周方向に90度ずつずれて配設され、両端部が枠部101a及びリング部101bにそれぞれ接続されている。そして、バネ部101cとリング部101bとの接続ポイントに上記ピン106が設けられている。つまり、このピン106の位置が、被駆動体104に対するバネ部101cの固定点とされている。ところで、被駆動体104は、4つのバネ部101cによって支持されている状態であるので、対向する2つの固定点を結ぶ2つの支持線S回りに回転し易い構造となっている。
Here, the attachment relationship between the
The
The four
ここで、上記駆動装置100は、この2つの支持線Sのうち一方の支持線Sが上述した仮想線Lに一致した状態で、板バネ101と被駆動体104とが取り付けられている。そのため、被駆動体104は上述した矢印K方向に非常に回転し易く、それによって光軸Mが傾き易い設計となっていた。従って、方ボケ等の不都合が生じ易かった。
Here, in the
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、被駆動体の傾斜を抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる駆動モジュール及びこれを備えた電子機器を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a drive module capable of moving the driven body as straight as possible along the axial direction while suppressing the inclination of the driven body. And providing an electronic device including the same.
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
(1)本発明に係る駆動モジュールは、筒状又は柱状の被駆動体と、該被駆動体を内側に収容する筒状の支持体と、前記被駆動体の上下に配設され、該被駆動体を前記支持体に対して軸線方向に沿って移動可能に弾性保持する一対の板バネ部材と、前記被駆動体の外壁面に径方向外方に突出するように設けられた突起部と、前記支持体に固定され、前記突起部に発生力を及ぼすことで、前記被駆動体を前記板バネ部材の復元力に抗して軸線方向に駆動させるアクチュエータと、を備え、前記板バネ部材が、前記支持体の端面上に連結された枠状の第1連結部と、該第1連結部の径方向内側に配設された状態で前記被駆動体の端面上に連結された第2連結部と、前記第1連結部と前記第2連結部とに両端部がそれぞれ接続され、両連結部を連結する複数のバネ部と、を有し、前記バネ部が、前記被駆動体の径方向に沿って前記突起部と前記軸線とを結ぶ連結線に直交し、且つ、前記軸線を通る仮想線上から前記軸線を中心とする周方向に外れた位置で、前記第2連結部に接続されていることを特徴とする。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) A drive module according to the present invention is provided with a cylindrical or columnar driven body, a cylindrical support that accommodates the driven body inside, and above and below the driven body. A pair of leaf spring members that elastically hold the driving body so as to be movable along the axial direction with respect to the support body; and a protrusion provided on the outer wall surface of the driven body so as to protrude radially outward An actuator that is fixed to the support and drives the driven body in an axial direction against a restoring force of the leaf spring member by exerting a generating force on the protrusion, and the leaf spring member Is a frame-like first connecting part connected on the end face of the support, and a second connected on the end face of the driven body in a state of being arranged radially inside the first connecting part. Both ends are connected to the connecting portion, the first connecting portion, and the second connecting portion, respectively, and both connecting portions are connected. A plurality of spring portions, wherein the spring portions are orthogonal to a connecting line connecting the projection portion and the axis along the radial direction of the driven body, and from above an imaginary line passing through the axis. It is connected to the second connecting portion at a position deviated in the circumferential direction around the axis.
この発明に係る駆動モジュールにおいては、アクチュエータを作動させて突起部に板バネ部材の復元力に抗する発生力を及ぼすことで、被駆動体を支持体に対して相対的に移動させることができ、軸線方向への移動を行わせることができる。
また、被駆動体が移動すると、一対の板バネ部材が変形し、この変形量に応じた弾性復元力が被駆動体に作用する。具体的には、被駆動体の移動に伴って該被駆動体に連結された第2連結部が移動する。そのため、支持体に連結された第1連結部と第2連結部とを連結するバネ部が変形し、このバネ部の弾性復元力が被駆動体に作用する。そして、一対の板バネ部材からの弾性復元力が形状記憶合金ワイヤの張力と釣り合う位置で、被駆動体の移動が停止する。
In the drive module according to the present invention, the driven body can be moved relative to the support body by operating the actuator and exerting a generated force against the restoring force of the leaf spring member on the protrusion. The movement in the axial direction can be performed.
When the driven body moves, the pair of leaf spring members are deformed, and an elastic restoring force corresponding to the amount of deformation acts on the driven body. Specifically, the second connecting portion connected to the driven body moves with the movement of the driven body. For this reason, the spring portion connecting the first connecting portion and the second connecting portion connected to the support body is deformed, and the elastic restoring force of the spring portion acts on the driven body. Then, the movement of the driven body stops at a position where the elastic restoring force from the pair of leaf spring members balances the tension of the shape memory alloy wire.
ところで、被駆動体を移動させる際、突起部に発生力を及ぼして被駆動体を移動させるので、従来と同様に被駆動体の一点に力が作用してしまい、突起部が形成された吊り上げ側が持ち上がり、その反対側が下がるような力が被駆動体に作用してしまう。つまり、被駆動体の径方向に沿って突起部と軸線とを結ぶ連結線に直交し、且つ、軸線を通る仮想線回りに被駆動体が回転傾斜しようとしてしまう。 By the way, when the driven body is moved, the driven body is moved by applying a generated force to the protruding portion, so that the force acts on one point of the driven body as in the conventional case, and the lifting is formed with the protruding portion formed. A force that lifts the side and lowers the opposite side acts on the driven body. That is, the driven body tends to rotate and tilt around a virtual line that passes through the axis and is perpendicular to the connecting line connecting the protrusion and the axis along the radial direction of the driven body.
一方、被駆動体は、複数のバネ部によって片持ち支持されているので、これらバネ部が第2連結部に接続されている接続ポイント同士を結ぶ支持線回りに回転し易く、それ以外の方向には回転し難い構造となっている。
ここで、バネ部は、上述した仮想線上から軸線を中心とする周方向に外れた位置にて、第2連結部に接続されている。従って、従来のものとは異なり、接続ポイント同士を結ぶ支持線と仮想線とは、一致しないように設計されている。これにより、被駆動体は、仮想線回りに回転し難い状態で、複数のバネ部によって支持されている。従って、被駆動体の移動時に、被駆動体が仮想線回りに回転して傾斜しようとしても、この傾斜の動きを妨げることができる。その結果、被駆動体の傾斜を抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる。
On the other hand, since the driven body is cantilevered by a plurality of spring portions, these spring portions are easy to rotate around the support line connecting the connection points connected to the second connecting portion, and the other directions The structure is difficult to rotate.
Here, the spring portion is connected to the second connecting portion at a position deviated from the above-described imaginary line in the circumferential direction centering on the axis. Therefore, unlike the conventional one, the support line connecting the connection points and the virtual line are designed not to coincide with each other. Thereby, the driven body is supported by the plurality of spring portions in a state where it is difficult to rotate around the imaginary line. Therefore, when the driven body moves, even if the driven body tries to rotate and tilt around the imaginary line, the movement of the tilt can be prevented. As a result, the driven body can be moved as straight as possible along the axial direction while suppressing the inclination of the driven body.
(2)本発明に係る駆動モジュールは、上記本発明の駆動モジュールにおいて、前記アクチュエータが、中間が前記突起部に係止された状態で、両端部が前記仮想線上に位置し、且つ、前記軸線を挟んで対向するように前記支持体に固定され、通電時の発熱により変位することで、前記被駆動体を駆動させる形状記憶合金ワイヤであることを特徴とする。 (2) The drive module according to the present invention is the drive module according to the present invention, wherein the actuator is positioned at the both ends on the imaginary line in a state in which the actuator is engaged with the projection, and the axis It is a shape memory alloy wire that is fixed to the support body so as to face each other and is displaced by heat generated during energization to drive the driven body.
この発明に係る駆動モジュールにおいては、通電により形状記憶合金ワイヤを発熱させると、該ワイヤは温度に応じた長さに収縮する。すると、形状記憶合金ワイヤは、中間が突起部に係止された状態で両端部が支持体に固定されているので、収縮によって突起部を軸線方向に移動させることができる。これにより、被駆動体を支持体に対して相対的に移動させることができ、軸線方向への移動を行わせることができる。
なお、形状記憶合金ワイヤへの通電を停止することで、該ワイヤを伸長させることができる。これにより、被駆動体を先ほどとは逆方向に移動させることができる。このように、形状記憶合金ワイヤの発熱量を制御することで、被駆動体を軸線方向に沿う2方向に移動させることができる。
In the drive module according to the present invention, when the shape memory alloy wire is heated by energization, the wire contracts to a length corresponding to the temperature. Then, since the both ends of the shape memory alloy wire are fixed to the support while the middle is locked to the protrusion, the protrusion can be moved in the axial direction by contraction. Thereby, a to-be-driven body can be moved relatively with respect to a support body, and the movement to an axial direction can be performed.
Note that the wire can be extended by stopping energization of the shape memory alloy wire. As a result, the driven body can be moved in the opposite direction to the previous one. Thus, by controlling the heat generation amount of the shape memory alloy wire, the driven body can be moved in two directions along the axial direction.
ところで、形状記憶合金ワイヤの両端部は、仮想線上に位置し且つ軸線を挟んで対向するように支持体に固定されているので、被駆動体はこの仮想線回りに回転傾斜しようとするが、上述したように複数のバネ部によってこの傾斜の動きを妨げることができる。従って、アクチュエータとして形状記憶合金ワイヤを利用したとしても、被駆動体の傾斜を抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる。
特に、形状記憶合金ワイヤをアクチュエータとして利用できるので、構成の簡略化を図ることができるうえ、低コスト化に繋げることができる。
By the way, since both ends of the shape memory alloy wire are fixed to the support so as to be positioned on the imaginary line and to face each other across the axis, the driven body tries to rotate and tilt around this imaginary line. As described above, the inclination movement can be prevented by the plurality of spring portions. Therefore, even if the shape memory alloy wire is used as the actuator, the driven body can be moved as straight as possible along the axial direction while suppressing the inclination of the driven body.
In particular, since the shape memory alloy wire can be used as an actuator, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
(3)本発明に係る駆動モジュールは、上記本発明の駆動モジュールにおいて、前記バネ部が、前記軸線を挟んで互いに対向するようにそれぞれ4つ形成され、前記仮想線上から前記周方向に45度回転した位置で前記第2連結部に接続されていることを特徴とする。 (3) The drive module according to the present invention is the drive module of the present invention described above, wherein four spring portions are formed so as to face each other across the axis, and 45 degrees from the imaginary line in the circumferential direction. It is connected to the second connecting portion at a rotated position.
この発明に係る駆動モジュールにおいては、4つのバネ部が仮想線上から周方向に45度回転した位置で第2連結部にそれぞれ接続されているので、対向するバネ部の接続ポイント同士を結ぶ支持線を、仮想線に対して略45度傾けることができる。従って、被駆動体が仮想線回りに回転して傾斜しようとする動きをより効果的に抑えることができる。
よって、被駆動体の傾斜をより抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿ってさらに真っ直ぐに移動させることができる。
In the drive module according to the present invention, since the four spring portions are respectively connected to the second connecting portion at a position rotated 45 degrees in the circumferential direction from the imaginary line, the support line connecting the connection points of the opposing spring portions. Can be tilted approximately 45 degrees with respect to the virtual line. Therefore, it is possible to more effectively suppress the movement of the driven body that rotates around the virtual line and tries to tilt.
Therefore, it is possible to move the driven body further straight along the axial direction while further suppressing the inclination of the driven body.
(4)本発明に係る駆動モジュールは、上記本発明の駆動モジュールにおいて、前記複数のバネ部のうち前記突起部に最も近いバネ部が、他のバネ部よりもバネ定数が高くなるように調整されていることを特徴とする。 (4) The drive module according to the present invention is the drive module according to the present invention, wherein the spring portion closest to the protruding portion among the plurality of spring portions is adjusted to have a higher spring constant than the other spring portions. It is characterized by being.
この発明に係る駆動モジュールにおいては、複数のバネ部のうち突起部に最も近いバネ部が他のバネ部よりもバネ定数が高いので、突起部を介して被駆動体を移動させた際に、被駆動体が傾斜しようとしてしまう動き自体を抑えることができる。従って、被駆動体の直進性をさらに高めることができる。 In the drive module according to the present invention, the spring part closest to the projection part among the plurality of spring parts has a higher spring constant than the other spring parts, so when the driven body is moved through the projection part, The movement itself that the driven body tends to tilt can be suppressed. Accordingly, it is possible to further improve the straightness of the driven body.
(5)本発明に係る駆動モジュールは、上記本発明の駆動モジュールにおいて、前記複数のバネ部のうち前記突起部に最も近いバネ部と、前記軸線を挟んで該バネ部に対向する位置に配設されたバネ部とが、残り2つのバネ部よりもバネ定数が高くなるように調整されていることを特徴とする。 (5) The drive module according to the present invention is the drive module according to the present invention described above, wherein the spring portion closest to the protruding portion of the plurality of spring portions and the position facing the spring portion across the axis. The provided spring part is adjusted so as to have a higher spring constant than the remaining two spring parts.
この発明に係る駆動モジュールにおいては、4つのバネ部のうち突起部に最も近いバネ部と、該バネ部に対向する位置に配設されたバネ部とが、残り2つのバネ部よりもバネ定数が高いので、突起部を介して被駆動体を移動させた際に、被駆動体が傾斜しようとしてしまう動き自体を抑えることができる。従って、被駆動体の直進性をさらに高めることができる。
更に、アクチュエータによって突起部を移動させる際、被駆動体を径方向に向けてスライド移動させるような分力が被駆動体に伝わるが、バネ定数の高い2つのバネ部によって、被駆動体のスライド移動に関しても抑えることができる。従って、被駆動体のがたつき等の不要な挙動を抑えることができ、この点においても直進性の向上化に繋げることができる。
In the drive module according to the present invention, the spring part closest to the protrusion part among the four spring parts and the spring part disposed at a position facing the spring part are more spring constant than the remaining two spring parts. Therefore, when the driven body is moved via the protrusion, the movement itself that the driven body tends to tilt can be suppressed. Accordingly, it is possible to further improve the straightness of the driven body.
Furthermore, when the protrusion is moved by the actuator, a component force that causes the driven body to slide in the radial direction is transmitted to the driven body. However, the two spring portions having a high spring constant cause the driven body to slide. It is possible to suppress movement. Therefore, unnecessary behavior such as rattling of the driven body can be suppressed, and in this respect as well, it is possible to improve straightness.
(6)本発明に係る電子機器は、上記本発明の駆動モジュールを備えていることを特徴とする。 (6) An electronic apparatus according to the present invention includes the drive module according to the present invention.
この発明に係る電子機器においては、被駆動体の傾斜を抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる駆動モジュールを備えているので、作動性能を向上させることができ、信頼性の高い高精度な電子機器とすることができる。 The electronic device according to the present invention includes a drive module that can move the driven body as straight as possible along the axial direction while suppressing the inclination of the driven body, thereby improving the operating performance. Therefore, a highly reliable and highly accurate electronic device can be obtained.
本発明に係る駆動モジュールによれば、被駆動体の傾斜を抑えつつ、該被駆動体を軸線方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる。
また、本発明に係る電子機器によれば、上記駆動モジュールを備えているので、作動性能を向上させることができ、信頼性の高い高精度な電子機器とすることができる。
According to the drive module of the present invention, the driven body can be moved as straight as possible along the axial direction while suppressing the inclination of the driven body.
Further, according to the electronic device according to the present invention, since the drive module is provided, the operation performance can be improved, and a highly reliable and highly accurate electronic device can be obtained.
(駆動モジュール)
以下、本発明に係る駆動モジュールの一実施形態について、図1から図9を参照して説明する。なお、本実施形態では、被駆動体を駆動するアクチュエータの一例として、形状記憶合金ワイヤを用いた場合を例に挙げて説明する。
(Drive module)
Hereinafter, an embodiment of a drive module according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a case where a shape memory alloy wire is used will be described as an example of an actuator that drives a driven body.
図1及び図2に示すように、本実施形態の駆動モジュール1は、全体として箱型に構成されている。なお、図1は、駆動モジュール1の外観斜視図である。図2は、駆動モジュール1の概略構成を示す分解斜視図である。
この駆動モジュール1は、組み立て完成後、電子機器等に取り付けられ、駆動モジュール1に制御信号や電力を供給する基板上に固定されるものであり、基板上に位置するアダプタ30と、アダプタ30上に配設される駆動ユニット31と、駆動ユニット31を覆うように配設されたカバー11と、を備えている。
As shown in FIG.1 and FIG.2, the drive module 1 of this embodiment is comprised by the box shape as a whole. FIG. 1 is an external perspective view of the drive module 1. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the drive module 1.
The drive module 1 is attached to an electronic device or the like after assembly is completed, and is fixed on a board that supplies a control signal and electric power to the drive module 1. An
駆動ユニット31は、図3から図5に示すように、レンズ枠(被駆動体)4と、モジュール枠(支持体)5と、上板バネ6及び下板バネ7(一対の板バネ部材)と、モジュール下板8と、給電部材9と、形状記憶合金(Shape Memory Alloy、以下、SMAと略称する)ワイヤ10と、で主に構成されており、これら各構成品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している。
なお、図3は、駆動ユニット31の概略構成を示す分解斜視図である。図4は、駆動ユニット31の外観斜視図である。図5は、図4におけるA−A線に沿う断面図である。なお、一部の図面では見易さのため、一部の構成部材を適宜省略して図示している。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the
図3から図5に示すように、組立状態では、レンズ枠4はモジュール枠5の内方に挿入されている。また、上板バネ6及び下板バネ7は、これらレンズ枠4及びモジュール枠5の上下に配設されていると共に、レンズ枠4とモジュール枠5とを上下方向から挟持した状態でかしめにより固定されている。そして、これらの下方側からモジュール下板8と給電部材9とが、この順に積層されて、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ている。なお、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に固定されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the lens frame 4 is inserted inside 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、分解された各構成品の説明においても、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、構成品に明確な円、円筒面が存在しない場合でも、誤解の恐れのない限り、軸線Mに沿う方向を、単に軸線方向、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 code | symbol M in a figure is an axis line of the drive module 1 which corresponds to the optical axis of the
次に、各構成品について詳細に説明する。
本実施形態のレンズ枠4は、図3に示すように全体として筒状に形成されており、その中央には軸線Mに沿って貫通する筒状の収容部4Aが形成されている。この収容部4Aの内周面には、雌ネジが形成されている(図5参照)。そして、収容部4Aには、適宜のレンズ又はレンズ群と、外周部に上記雌ねじに螺合する雄ネジが形成され、レンズ又はレンズ群を保持した鏡筒と、を有するレンズユニット12を螺合して固定できるようになっている。
Next, each component will be described in detail.
The lens frame 4 of the present embodiment is formed in a cylindrical shape as a whole as shown in FIG. 3, and a cylindrical
レンズ枠4の外壁面には、周方向に略90度の間隔をおいて、径方向外方に向けて突出する突出部4Cが軸線M方向に延設されている。これら各突出部4Cの上端部と下端部とにおける、レンズ枠4の上端面4a及び下端面4b上には、軸線Mに沿う上方及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。
このうち、上側固定ピン13Aは、上板バネ6を保持し、下側固定ピン13Bは下板バネ7を保持するためのものである。
On the outer wall surface of the lens frame 4, a protruding portion 4 </ b> C that protrudes outward in the radial direction is extended in the direction of the axis M with an interval of approximately 90 degrees in the circumferential direction. On the
Among these, the upper fixing pin 13 </ b> A holds the
上側固定ピン13A及び下側固定ピン13Bの平面視の位置は、それぞれ異なっていても良いが、本実施形態では軸線Mに平行な同軸位置に配置されている。このため、上板バネ6、下板バネ7における、上側固定ピン13A及び下側固定ピン13Bの挿通位置は、それぞれ共通化されている。
The positions of the
また、上側固定ピン13A及び下側固定ピン13Bの径方向の各中心位置は、異なっていても良いが、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。
In addition, the radial center positions of the
また、レンズ枠4の外壁面には、径方向外方に突出するようにガイド突起(突起部)4Dが設けられている。この際、ガイド突起4Dは、2つの突出部4Cの間に位置、即ち、周方向に45度ずれた位置に設けられている。
このガイド突起4Dは、図4に示すように、その先端鍵部4D1にSMAワイヤ10を係止し、このSMAワイヤ10の収縮によりガイド突起4Dを上方(矢印Z1方向)に持ち上げて移動させるためのものである。なお、レンズ枠4は、熱かしめ又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)樹脂等により一体成形されている。
Further, a guide protrusion (protrusion part) 4D is provided on the outer wall surface of the lens frame 4 so as to protrude outward in the radial direction. At this time, the
As shown in FIG. 4, the
モジュール枠5は、図3に示すように、平面視の外形が全体として略矩形状に形成されていると共に、軸線Mに同軸に形成された貫通孔からなる収容部5Aが中央部に形成された筒状の部材である。そして、この収容部5A内にレンズ枠4が収容される。
このモジュール枠5の上部及び下部の四隅には、軸線Mに直交する平面からなる上端面5a及び下端面5bが形成されている。そして、上端面5aには、上方に向けて上側固定ピン14Aが4本形成され、下端面5bには下方に向けて下側固定ピン14Bが4本形成されている。このうち、上側固定ピン14Aは、上板バネ6を保持するものであり、下側固定ピン14Bは下板バネ7、モジュール下板8及び給電部材9をそれぞれ保持するためのものである。
As shown in FIG. 3, the
At the upper and lower four corners of the
なお、上側固定ピン14Aの平面視の位置は、下側固定ピン14Bの配置と異なっていても良いが、本実施形態ではそれぞれ軸線Mに平行な同軸位置に配置されている。このため、上板バネ6、下板バネ7における、上側固定ピン14A及び下側固定ピン14Bの挿通位置は、それぞれ共通化されている。また、上端面5aと下端面5bとの間の距離は、レンズ枠4の上端面4aと下端面4bとの間の距離と同一距離に設定されている。
Note that the position of the
また、モジュール枠5の一隅の下部には、平面視の溝幅がレンズ枠4のガイド突起4Dに軸線M方向に移動可能に嵌合する大きさを有する切欠き5Bが形成されている。この切欠き5Bは、レンズ枠4をモジュール枠5内に下方から挿入して収容した際、レンズ枠4のガイド突起4Dを貫通させ、ガイド突起4Dの先端鍵部4D1をモジュール枠5の径方向外部に突出させると共に、レンズ枠4の周方向の位置決めを行うためのものである。
In addition, a
また、モジュール枠5の切欠き5Bに隣接する2つの隅部には、切欠き5Bが設けられた隅部と同方向側の側面において、SMAワイヤ10を保持するワイヤ保持部材15A、15B(図3及び4参照)を取り付けるための一対の係止溝5Cが形成されている。
Further, at two corners adjacent to the
ワイヤ保持部材15A、15Bは、モジュール枠5の側面に形成されたピン35A、35Bに挿通させて取り付けられている。モジュール枠5の側面におけるピン35A、35Bが形成された下方には、接着剤が充填されてモジュール枠5とワイヤ保持部材15A、15Bとを固定する溝部36が形成されている。また、ワイヤ保持部材15A、15Bをモジュール枠5に固定する際に、ワイヤ保持部材15A、15Bが回動するのを抑制することができる壁部35Cが形成されている。この壁部35Cは、モジュール枠5の側面から側方(側面に対して鉛直方向)に延出されている。
The wire holding members 15 </ b> A and 15 </ b> B are attached by being inserted through pins 35 </ b> A and 35 </ b> B formed on the side surfaces of the
なお、モジュール枠5は、本実施形態ではレンズ枠4と同様に、熱かしめ又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)樹脂等により一体成形されている。
また、ワイヤ保持部材15Aは、駆動モジュール11から給電部材9の一対の端子部9Cが突出される側の側面に取り付けられ、ワイヤ保持部材15Bは、駆動モジュール11から給電部材9の一対の端子部9Cが突出されない側の側面に取り付けられている。
In the present embodiment, the
The wire holding member 15 </ b> A is attached to a side surface on the side where the pair of
更に、ワイヤ保持部材15A、15Bは、ワイヤ保持部15bにSMAワイヤ10の端部をかしめることで鍵状に形成された金属板等の導電性部材である。
これらワイヤ保持部材15A、15Bには、モジュール枠5のピン35A、35Bに勘合する貫通孔36A、36Bがそれぞれ形成されている。また、貫通孔36A、36Bの軸線M方向下方には接着剤を流し込むための貫通孔37A、37Bがそれぞれ形成されている。
Furthermore, the
The
そして、モジュール枠5とワイヤ保持部材15A、15Bとを固定する際に、モジュール枠5の壁部35Cに当接して、ワイヤ保持部材15A、15Bの回動を抑止するための腕部38A、38Bがそれぞれ形成されている。係止溝5C及びピン35A、35Bに側方から嵌合させ、壁部35Cと腕部38A、38Bとを当接させることで、SMAワイヤ10の端部を位置決めして保持するものである。
When the
更に、ワイヤ保持部材15A、15Bは、SMAワイヤ10を保持するワイヤ保持部15b(かしめ位置)と、該保持部15bの反対側に位置する片状の端子部15aとを備え、モジュール枠5に対する取付状態において、端子部15aがモジュール枠5の下方に積層されたモジュール下板8の下方にわずかに突出されるようになっている。
Furthermore, the
また、一対のワイヤ保持部材15A、15Bによって両端部が保持されたSMAワイヤ10は、レンズ枠4に固定され、ガイド突起4Dに発生力を及ぼすことで、レンズ枠4を上板バネ6及び下板バネ7の復元力に抗して軸線M方向に駆動させるアクチュエータとして機能するものである。
詳細に説明すると、このSMAワイヤ10は、中間部がモジュール枠5の切欠き5Bから突出されたレンズ枠4のガイド突起4Dの先端鍵部4D1に下方から係止されている。つまり、SMAワイヤ10は、中間部がガイド突起4Dの先端鍵部4D1に係止された状態で、両端部がワイヤ保持部材15A、15Bを介して軸線Mを挟んで対向するようにモジュール枠5に固定されている。そして、このSMAワイヤ10の張力により、先端鍵部4D1を介して、レンズ枠4を上方に付勢している。また、SMAワイヤ10は、給電部材9を介して通電された際に、発熱により変位し、レンズ枠4を上板バネ6及び下板バネ7の復元力に抗して軸線M方向に駆動させる役割を担っている。
Further, the
More specifically, the
ところで、本実施形態では、図4及び後述する図6に示すように、レンズ枠4の径方向に沿ってガイド突起4Dと軸線Mとを結ぶ連結線Nに直交し、且つ、軸線Mを通る線を仮想線Lとしている。
そして、一対のワイヤ保持部材15A、15Bのそれぞれのワイヤ保持部15bの位置が、SMAワイヤ10の両端部を固定している固定点Pとされており、この固定点Pが仮想線L上に位置するようになっている。つまり、本実施形態のSMAワイヤ10は、両端部が仮想線L上に位置するように設計されている。
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 4 and FIG. 6 to be described later, it is orthogonal to the connecting line N connecting the
And the position of each
図3及び図4に示すように、モジュール枠5及びモジュール枠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、それぞれ上板バネ6と下板バネ7とが積層されている。本実施形態において、上板バネ6及び下板バネ7は、平面視略同一形状に打ち抜かれた平板状の板バネ部材であり、例えば、ステンレス(SUS)鋼板等の金属板からなる。
As shown in FIGS. 3 and 4, an
上板バネ6(下板バネ7)の形状は、図6及び図7に示すように、平面視の外形が、モジュール枠5の上端部(下端部)と同様な略矩形状とされ、中央部に軸線Mと同軸で、レンズ枠4の収容部4Aより僅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。
なお、図6は、上板バネ6の平面図である。図7は、下板バネ7の平面図である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the shape of the upper leaf spring 6 (lower leaf spring 7) is a substantially rectangular shape whose outer shape in plan view is the same as the upper end portion (lower end portion) of the
FIG. 6 is a plan view of the
上板バネ6(下板バネ7)は、モジュール枠5の上端面5a(下端面5b)上に連結された枠状の枠体部(第1連結部)50と、この枠体部50の径方向内側に配設された状態でレンズ枠4の上端面4a(下端面4b)上に連結されたリング部(第2連結部)51と、枠体部50とリング部51とに両端部がそれぞれ接続され、両者を連結するバネ部52と、で主に構成されている。
The upper leaf spring 6 (lower leaf spring 7) includes a frame-shaped frame body portion (first coupling portion) 50 connected on the
枠体部50の隅部近傍には、モジュール枠5の隅部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)が形成されている。これにより、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。
同様に、リング部51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)が形成されている。
In the vicinity of the corner of the
Similarly, the
この際、本実施形態では、4つの貫通孔6A(7A)、SMAワイヤ10の両端部がモジュール枠5に固定された2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L(即ち、連結線Nに直交し且つ軸線Mを通る仮想線L)上から軸線Mを中心とする周方向に略45度外れた位置に形成されている。更に、4つの貫通孔6A(7A)は、4つの貫通孔6B(7B)に対しても周方向に略45度ずれるように設計されている。
At this time, in this embodiment, the four through-
バネ部52は、略四分円弧状に形成され、リング部51と枠体部50との間に配設されている。そして、バネ部52の一端部は4つの貫通孔6A(7A)近傍でリング部51に接続され、他端部は4つの貫通孔6A(7A)近傍で枠体部50に接続されている。
つまり、本実施形態のバネ部52は、軸線Mを挟んで対向するように4つ形成され、SMAワイヤ10の両端部がモジュール枠5に固定された2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L上から軸線Mを中心とする周方向に略45度外れた位置で、リング部51に接続されている。
The
That is, four
ここで、4つのバネ部52のうち、ガイド突起4Dに最も近いバネ部52を第1バネ部52aとし、軸線Mを挟んでこの第1バネ部52aに対向するバネ部52を第2バネ部52bとする。また、残り2つのバネ部52のうち、ワイヤ保持部材15Aに近いバネ部52を第3バネ部52cとし、軸線Mを挟んでこの第3バネ部52cに対向するバネ部52を第4バネ部52dとする。
Here, of the four
次に、モジュール下板8は、モジュール枠5の各下側固定ピン14Bを下板バネ7の貫通孔7Bに貫通させると共に、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を下板バネ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、下板バネ7を下方側から挟んで積層し、下板バネ7の矩形状の枠体部50をモジュール枠5の下端面5bに対して押圧状態に固定するものである。
Next, the module
このモジュール下板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、組立時に下板バネ7に積層される上面8a側には、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、後述するかしめ部18との干渉を避けるための4つのU字状の凹部8Bが形成されている。
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。
The shape of the module
In addition, through
なお、モジュール下板8の材質は、例えば、電気絶縁性及び遮光性を有する合成樹脂を採用している。また、モジュール下板8が電気絶縁性を有することで、給電部材9を下板バネ7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 addition, the material of the module
給電部材9は、それぞれ板状の金属板からなる一対の電極9a、9bから構成されている。電極9a、9bは、いずれも、モジュール下板8の外形に沿う略L字状の配線部9Bと、配線部9Bの端部からモジュール下板8の外形の外側に突出する端子部9Cと、を備える折れ線状の金属板からなる。
そして、それぞれの配線部9Bには、モジュール下板8の下面から下方に突出されるモジュール枠5の下側固定ピン14Bのうち、モジュール下板8の外形に沿って隣り合う2つの下側固定ピン14Bを、それぞれ挿通させて、電極9a、9bをモジュール枠5に対して位置決めを行う2つの貫通孔9Aが設けられている。
The
Each of the
図4に示すように、電極9a、9bの端子部9Cは、モジュール枠5において、ワイヤ保持部材15Aが取り付けられた側の側面から軸線M方向下方に並列して突出するように設けられている。このため、電極9aには、貫通孔9Aと端子部9Cとの間の配線部9B上の側面に、ワイヤ保持部材15Aの端子部15aを電気的に接続するために凹状に切り欠かれた導電接続部9Dが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
また、電極9bには、配線部9Bの側面におけるワイヤ保持部材15Bの端子部15aとの接続箇所に、切り欠かれた導電接続部9Dが形成されている。この導電接続部9Dにおいて、電極9bとワイヤ保持部材15Bとが電気的に接続されている。
なお、それぞれの導電接続部9Dを、端子部15aと電気的に接続する手段としては、例えば、半田付け又は導電性接着剤による接着を採用することができる。
In addition, the
In addition, as means for electrically connecting each
カバー11は、図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、例えばレンズユニット12を出し入れ可能な大きさとされている。
As shown in FIG. 2, the
次に、上述したように構成された駆動モジュール11の組立方法について、以下に説明する。本実施形態では、主に第1工程から第6工程という6つの工程を経て、組み立てを行う。以下、各工程について詳細に説明する。
Next, a method for assembling the
まず、第1工程では、モジュール枠5の収容部5A内に下方からレンズ枠4を挿入し、モジュール枠5の各上端面5aと、レンズ枠4の各上端面4aとを同一高さに揃える。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、上板バネ6の各貫通孔6B、6Aをそれぞれ挿通する。
その後、上板バネ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13A、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、それぞれ第1の固定部であるかしめ部16と、第2の固定部であるかしめ部17とをそれぞれ形成する(図4及び5参照)。
First, in the first step, the lens frame 4 is inserted into the
Thereafter, the tip ends of the upper fixing pins 13A and 14A protruding upward through the through
このとき、レンズ枠4の上端面4aとモジュール枠5の上端面5aとは、同一平面上に整列されており、平板状の上板バネ6を変形させることなく配置して、熱かしめを行うことができる。そのため、変形する上板バネ6を押さえる必要がないので、容易にかしめを行うことができる。また、上板バネ6の変形による浮き等の発生を防止することができる。また、各ヒータチップの高さを共通とすることができるので、かしめ部16、17を同時に形成しても、かしめ精度のバラツキを低減することができる。
この時点で、第1工程が終了する。
At this time, the
At this point, the first step is finished.
次に、第2工程を行う。
まず、レンズ枠4の各下側固定ピン13Bに、下板バネ7の各貫通孔7Aをそれぞれ挿通する。この際、同時にモジュール枠5の各下側固定ピン14Bに、下板バネ7の各貫通孔7B、モジュール下板8の各貫通孔8C、給電部材9の各貫通孔9Aをそれぞれ挿通する。その後、下板バネ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、第1の固定部であるかしめ部18(図5参照)を形成する。
Next, the second step is performed.
First, the through
このとき、レンズ枠4の上端面4aと下端面4bと間の軸線方向距離と、モジュール枠5の上端面5aと下端面5bと間の軸線方向距離とは等しいため、下端面4b、5bは、同一平面上に整列されており、平板状の下板バネ7を変形させることなくモジュール下板8を積層配置して、熱かしめを行うことができる。従って、下板バネ7の変形による浮き等の発生を防止することができる。また、各ヒータチップの高さを共通とすることができるので、かしめ部18を同時に形成しても、かしめ精度のバラツキを低減することができる。
この時点で、第2工程が終了する。
At this time, since the axial distance between the
At this point, the second step is finished.
次に、第3工程を行う。
まず、上述した貫通孔7B、8C、9Aをそれぞれ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、第2の固定部であるかしめ部19(図5参照)を形成する。このとき、各ヒータチップの高さを共通とすることができるため、かしめ部19を同時に形成しても、かしめ精度のバラツキを低減することができる。また、モジュール下板8に凹部8Bが形成されているため、第2工程で形成されたかしめ部18は、モジュール下板8とは接触しない。
Next, the third step is performed.
First, a lower end portion of each
この時点で第3工程が終了する。上述した第1工程から第3工程の作業を行うことによって、レンズ枠4とモジュール枠5との両端部に、上板バネ6、下板バネ7、モジュール下板8、給電部材9を積層固定することができる。
At this point, the third step is finished. By performing the operations from the first process to the third process described above, the
なお、上側固定ピン13Aと下側固定ピン13Bとが、また、上側固定ピン14Aと下側固定ピン14Bとが、それぞれ同軸に設けられているため、第1固定から第3工程のかしめにおいて、かしめ部16、18、かしめ部17、19をそれぞれ形成するためのヒータチップの平面上の位置がそれぞれ共通となる。そのため、各かしめにおいて、ヒータチップ位置を変更する必要がないため効率よくかしめ作業を行うことができる。
In addition, since the
次に、第4工程(配設工程)を行う。
まず、SMAワイヤ10が取り付けられた一対のワイヤ保持部材15A、15Bを、モジュール枠5に固定する。具体的には、モジュール枠5に形成された2箇所のピン35A、35Bにワイヤ保持部材15A、15Bの貫通孔36A、36Bを嵌合すると共に、係止溝5Cにワイヤ保持部材15A、15Bをそれぞれ係止させる。この際、SMAワイヤ10の中間部を、ガイド突起4Dの先端鍵部4D1に係止させ、かつ、この先端鍵部4D1を下側から支持するように掛け渡す。また、ワイヤ保持部材15A、15Bの各端子部15aは、モジュール下板8の下方に突出され、それぞれ、モジュール下板8に固定された給電部材9である電極9a、9bの導電接続部9Dに係止されるか、若しくは近接して配置されている。
この時点で、第4工程が終了する。
Next, a fourth step (arrangement step) is performed.
First, the pair of wire holding members 15 </ b> A and 15 </ b> B to which the
At this point, the fourth step ends.
次に、第5工程(固定工程)を行う。
まず、貫通孔37A、37Bに熱硬化性接着剤を流し込み、モジュール枠5の溝部36内に充填する。溝部36に熱硬化性接着剤を充填した後、該接着剤を硬化させるために加熱炉の中に入れる。加熱炉内において、例えば約100℃で20〜30分程度加熱することにより接着剤が硬化してモジュール枠5とワイヤ保持部材15A、15Bとが接着固定される。続いて、モジュール枠5とワイヤ保持部材15A、15Bとを接着固定した後、例えば、半田付けや導電性接着剤等を用いて、各端子部15aを、それぞれ導電接続部9Dに対して電気的に接続させる。
この時点で、第5工程が終了する。
Next, a fifth step (fixing step) is performed.
First, a thermosetting adhesive is poured into the through holes 37 </ b> A and 37 </ b> B and filled into the
At this point, the fifth step is finished.
最後に、第6工程を行う。
まず、モジュール枠5の上方から、カバー11を被せ、側壁部11Dとモジュール下板8とを接合する。この方法としては、例えば、側壁部11Dに係合爪等を設けて嵌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、又は溶着して接合したりする。また、かしめ部16、17は、それぞれカバー11の上面11Eの裏面に対して、離間された状態にある。
以上により、駆動モジュール本体の組み立てが完了する。
Finally, the sixth step is performed.
First, the
Thus, the assembly of the drive module main body is completed.
その後、駆動ユニット31の下方にアダプタ30を取り付けた後、基板上へ取り付ける。基板上への取り付けは、接着、嵌め込み等の固定手段を採用することができる。なお、基板は、駆動モジュール1に付属する独立した部材であっても良いし、電子機器等に接続、配置された部材であっても良い。
Thereafter, the
更に、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、塵埃等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等には、この工程を、早い段階(第6工程の前)で実施しても良い。
Further, the
次に、駆動モジュール1の動作について説明する。
はじめに、端子部9Cに電力が供給されない状態では、SMAワイヤ10からの張力と、上板バネ6及び下板バネ7からの復元力等のレンズ枠4に作用する力とが釣り合っているので、レンズユニット12が取り付けられたレンズ枠4が、軸線M方向の一定位置に保持されている。
Next, the operation of the drive module 1 will be described.
First, in a state where no power is supplied to the
ここで、通電によりSMAワイヤ10を発熱させると、該SMAワイヤ10は温度に応じた長さに収縮する。具体的に説明すると、端子部9Cを介して給電部材9に電力を供給すると、電極9a、ワイヤ保持部材15A、SMAワイヤ10、ワイヤ保持部材15B、電極9bがそれぞれ導通されているため、SMAワイヤ10に電流が流れる。これにより、SMAワイヤ10にジュール熱が発生して、該SMAワイヤ10の温度が上昇する。そして、温度がSMAワイヤ10の変態開始温度を超えると、SMAワイヤ10が温度に応じた長さに収縮する。
Here, when the
すると、SMAワイヤ10は、中間がガイド突起4Dに係止された状態で両端部がワイヤ保持部材15A、15Bを介してモジュール枠5に固定されているので、収縮によってガイド突起4Dに発生力(駆動力)を及ぼすことができ、該ガイド突起4Dを軸線M方向に沿って上方(図4及び図5中の矢印Z1方向)に移動させることができる。これにより、レンズ枠4をモジュール枠5に対して相対的に移動させることができ、軸線M方向に沿って上昇移動させることができる。
Then, since both ends of the
また、レンズ枠4が移動すると、上板バネ6及び下板バネ7が変形し、この変形量に応じた弾性復元力がレンズ枠4に作用する。具体的には、レンズ枠4の移動に伴って該レンズ枠4に連結されたリング部51が移動する。そのため、モジュール枠5に連結された枠体部50とリング部51とを連結するバネ部52が変形し、このバネ部52の弾性復元力がレンズ枠4に作用する。そして、これら上板バネ6及び下板バネ7からの弾性復元力がSMAワイヤ10の張力と釣りあう位置で、レンズ枠4の移動が停止する。
When the lens frame 4 moves, the
また、電力の供給を停止してSMAワイヤ10への通電を停止すると、該SMAワイヤ10を伸長させることができる。これにより、レンズ枠4を先ほどとは逆方向に下降移動(図4及び図5中の矢印Z2方向)させることができる。このように、電力供給量を制御、即ち、SMAワイヤ10の発熱量を制御することで、レンズ枠4を軸線M方向に沿う2方向(上昇方向、下降方向)に移動させることができる。
Further, when the supply of power is stopped and the energization to the
ところで、レンズ枠4を移動させる際、ガイド突起4Dの先端鍵部4D1に形成されたSMAワイヤ10を収縮させることでレンズ枠4を移動させるので、従来と同様にレンズ枠4の一点に力が作用してしまい、ガイド突起4Dが形成された吊上げ側が持ち上がり、その反対側が下がるような力がレンズ枠4に作用してしまう。つまり、SMAワイヤ10の両端部がモジュール枠5に固定された2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L(連結線Nに直交し且つ軸線Mを通る仮想線L)回りにレンズ枠4が回転傾斜しようとしてしまう。
By the way, when the lens frame 4 is moved, the lens frame 4 is moved by contracting the
一方、レンズ枠4は、複数のバネ部52によって片持ち支持されているので、これらバネ部52がリング部51に接続されている接続ポイント同士を結ぶ支持線S回り(図6及び図7参照)に回転し易く、それ以外の方向には回転し難い構造となっている。
ここで、4つのバネ部52は、SMAワイヤ10の両端部がモジュール枠5に固定された2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L上から軸線Mを中心とする周方向に外れた位置にて、リング部51に接続されている。従って、従来のものとは異なり、接続ポイント同士を結ぶ支持線Sと、SMAワイヤ10の固定点Pを結ぶ仮想線Lとは、一致しないように設計されている。これにより、レンズ枠4は、仮想線L回りに回転し難い状態で、4つのバネ部52によって支持されている。
On the other hand, since the lens frame 4 is cantilevered by a plurality of
Here, the four
従って、レンズ枠4の移動時に、レンズ枠4が仮想線L回りに回転して傾斜しようとしても、この傾斜の動きを妨げることができる。その結果、レンズ枠4の傾斜を抑えつつ、該レンズ枠4を軸線M方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる。 Therefore, even when the lens frame 4 is rotated around the imaginary line L and is inclined when the lens frame 4 is moved, the movement of the inclination can be prevented. As a result, the lens frame 4 can be moved as straight as possible along the direction of the axis M while suppressing the inclination of the lens frame 4.
しかも、本実施形態では、4つのバネ部52が仮想線L上から周方向に略45度回転した位置でリング部51にそれぞれ接続されているので、対向するバネ部52の接続ポイント同士を結ぶ支持線Sを、仮想線Lに対して略45度傾けることができる。従って、レンズ枠4が仮想線L回りに回転して傾斜しようとする動きをより効果的に抑えることができる。
In addition, in the present embodiment, the four
更に、本実施形態の駆動モジュール1によれば、SMAワイヤ10を収縮させてレンズ枠4を上昇移動させる際に、該レンズ枠4が径方向にスライド移動してしまうことを抑えることが可能である。
具体的に説明すると、SMAワイヤ10が収縮する際、ガイド突起4Dを斜めに引き上げる構成であるので、ガイド突起4Dを上方に移動させる力と同時に、ガイド突起4Dを径方向内方に移動させる力F1(図6参照)が作用してしまう。そのため、レンズ枠4には、径方向にスライド移動するような力F2が作用してしまう。すると、この力F2は、レンズ枠4とリング部51とを連結している上側固定ピン13A(下側固定ピン13B)に作用するので、該ピン13A(13B)に対して力F2が作用する。なお、図6では、ピンの図示を省略している。
Furthermore, according to the drive module 1 of the present embodiment, when the
Specifically, when the
ここで、本実施形態のバネ部52は、仮想線L上から軸線Mを中心とする周方向に略45度回転した位置でリング部51に接続されているので、バネ部52とリング部51との接続ポイントをSMAワイヤ10の作用点(ガイド突起4Dの位置)からも周方向に外れた位置にすることができる。仮に、バネ部52とリング部51との接続ポイントと、SMAワイヤ10の作用点とが周方向に一致している場合には、バネ部52の延在方向に対して直交する力がバネ部52に作用してしまい、バネ部52が径方向に変形し易くなっている。
Here, since the
しかしながら、本実施形態では、上述したようにバネ部52とリング部51との接続ポイントがSMAワイヤ10の作用点から周方向に外れた位置にあるので、バネ部52が上記の場合に比べて変形し難い。従って、レンズ枠4が径方向に移動し難い構造となっている。その結果、SMAワイヤ10を収縮させてレンズ枠4を上昇移動させる際に、該レンズ枠4が径方向にスライド移動してしまうことを抑制することができる。
よって、がたつき等の不要な挙動を抑えながら、レンズ枠4を上昇移動させることができる。この点においても、直進性の向上化に繋げることができる。
However, in the present embodiment, as described above, the connection point between the
Therefore, the lens frame 4 can be moved up while suppressing unnecessary behavior such as rattling. In this respect as well, it is possible to improve the straight traveling performance.
なお、上記実施形態において、上板バネ6及び下板バネ7の4つのバネ部52のうちガイド突起4Dに最も近いバネ部52、即ち、第1バネ部52aが、他のバネ部52よりもバネ定数が高くなるように設計しても構わない。
具体的に上板バネ6を例に挙げて説明すると、図8に示すように、第1バネ部52aの幅D1を、他のバネ部52の幅D2よりも太く形成する。これにより、第1バネ部52aのバネ定数を、他のバネ部52よりも高く設定することができる。
In the above embodiment, the
Specifically, the
こうすることで、ガイド突起4Dを介してレンズ枠4を移動させた際に、レンズ枠4が仮想線L回りに傾斜しようとしてしまう動き自体を抑えることができる。従って、レンズ枠4の直進性をさらに高めることができる。
なお、幅を変えることでバネ定数を高く設定したが、この場合に限られず、板厚を変えたり、その他の手段を用いたりしてバネ定数が高くなるように設計しても構わない。
By doing so, it is possible to suppress the movement itself that the lens frame 4 tends to tilt around the imaginary line L when the lens frame 4 is moved via the
Although the spring constant is set high by changing the width, the invention is not limited to this case, and the spring constant may be designed to be high by changing the plate thickness or using other means.
更に、第1バネ部52aだけでなく、第1バネ部52a及び第2バネ部52bの2つが、残り2つの第3バネ部52c及び第4バネ部52dよりもバネ定数が高くなるように設定しても構わない。
具体的に上板バネ6を例に挙げて説明すると、図9に示すように、第1バネ部52a及び第2バネ部52bの幅D1を、他のバネ部52の幅D2よりも太く形成する。これにより、第1バネ部52a及び第2バネ部52bのバネ定数を、他のバネ部52よりも高く設定することができる。
Further, not only the
Specifically, the
こうすることで、ガイド突起4Dを介してレンズ枠4を移動させた際に、レンズ枠4が仮想線L回りに傾斜しようとしてしまう動き自体をより効果的に抑えることができる。従って、レンズ枠4の直進性をさらに高めることができる。
更に、SMAワイヤ10によってガイド突起4Dを移動させる際、バネ定数の高い第1バネ部52a及び第2バネ部52bによってレンズ枠4が径方向にスライド移動してしまうことをより効果的に抑制することができる。従って、レンズ枠4のがたつき等の不要な挙動をより抑制することができ、レンズ枠4の直進性をさらに向上化させることができる。
By doing so, it is possible to more effectively suppress the movement itself that the lens frame 4 tends to incline around the imaginary line L when the lens frame 4 is moved via the
Furthermore, when the
(電子機器)
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図10を参照して説明する。なお、本実施形態では、電子機器の一例として、上記実施形態の駆動モジュール1を備えたカメラ付き携帯電話を例に挙げて説明する。
(Electronics)
Next, an embodiment of an electronic device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as an example of an electronic device, a camera-equipped mobile phone including the drive module 1 of the above embodiment will be described as an example.
本実施形態のカメラ付き携帯電話20は、図10に示すように、受話部22aと、送話部22bと、操作部22cと、液晶表示部22dと、アンテナ部22eと、不図示の制御回路部等の周知の携帯電話の電子部と、をカバー22内外に備えている。
なお、図10(a)は、カメラ付き携帯電話20の表側の外観斜視図である。図10(b)は、カメラ付き携帯電話20の裏側の外観斜視図である。図10(c)は、図10(b)におけるB−B断面図である。
As shown in FIG. 10, the camera-equipped
FIG. 10A is an external perspective view of the front side of the camera-equipped
図10(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には、外光を透過させる窓22Aが設けられている。そして、図10(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、この窓22Aの法線方向に軸線Mが沿うように駆動モジュール1が設置されている。
As shown in FIG. 10B, the
この際、駆動モジュール1は、基板2に機械的及び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。
At this time, the drive module 1 is mechanically and electrically connected to the
このように構成されているので、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。
With this configuration, the light transmitted through the
特に、本実施形態のカメラ付き携帯電話20によれば、レンズ枠4の傾斜を抑えつつ、該レンズ枠4を軸線M方向に沿って極力真っ直ぐに移動させることができる駆動モジュール1を備えているため、作動性能の向上化、即ち、焦点位置調整性能の向上化を図ることができ、信頼性の高い高精度なカメラ付き携帯電話20を提供することができる。
In particular, the camera-equipped
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、SMAワイヤ10を利用してガイド突起4Dに発生力を及ぼすことで、レンズ枠4を軸線M方向に駆動した構成としたが、この場合に限られず、ソレノイドや圧電アクチュエータ等をアクチュエータとして利用することでレンズ枠4を駆動させても構わない。
For example, in the above embodiment, the lens frame 4 is driven in the direction of the axis M by applying a generating force to the
また、上記実施形態では、仮想線L上から周方向に略45度回転した位置でバネ部52がリング部51に接続されるように構成したが、45度に限定されるものではない。仮想線L上から軸線Mを中心とする周方向に外れた位置でバネ部52がリング部51に接続されていれば良く、角度としては20度、30度や40度ずれていても構わない。
特に、ずれる角度が小さい(例えば20度)ほど、貫通孔6A、7Aの位置が枠体部50の余剰スペースのある隅角部に近くなるので、上板バネ6及び下板バネ7のサイズの小型化を図ることができる。
Moreover, in the said embodiment, although comprised so that the
In particular, the smaller the deviation angle (for example, 20 degrees), the closer the positions of the through
また、上記実施形態では、4つのバネ部52を有する上板バネ6及び下板バネ7としたが、図11に示すように3つのバネ部52を有する構成しても構わない。この場合であっても、SMAワイヤ10の両端部がモジュール枠5に支持された2箇所の固定点Pを結ぶ仮想線L上から、軸線Mを中心とする周方向に外れた位置でバネ部52がリング部51に接続されていれば良い。これにより、同様の作用効果を奏することができる。
更に、この場合であっても、ガイド突起4Dに最も近いバネ部52のバネ定数を、他のバネ部52よりも高く設定することが好ましい。
In the above-described embodiment, the
Furthermore, even in this case, it is preferable to set the spring constant of the
また、上記実施形態では、レンズ枠4を付勢するための板バネ部材である上板バネ6、下板バネ7に上側固定ピン13A、14A、下側固定ピン13B、14Bを挿通させて、これら固定ピンの先端部を熱かしめする場合の例で説明したが、板バネ部材の固定方法は、これに限定されない。例えば、超音波かしめ等で固定しても良いし、板バネ部材を、レンズ枠4やモジュール枠5に接着しても良い。この場合には、大きな接着面積が確保できるので接着剤を用いても大きな強度が得られる。
In the above embodiment, the upper fixing pins 13A and 14A and the lower fixing pins 13B and 14B are inserted through the
また、上記実施形態では、モジュール枠5を、全体として略矩形状の部材として説明したが、略矩形状には限定されず、多角形状であっても良い。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、駆動モジュール1をレンズユニット12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1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良い。例えば、レンズユニット12に代えて、ロッド部材等を螺合したり、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。即ち、被駆動体は、筒状の部材に限定されず、柱状の部材であっても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in the case of using the drive module 1 for the focus position adjustment mechanism of the
また、上記実施形態では、駆動モジュール1を用いた電子機器として、カメラ付き携帯電話20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等の光学機器に用いても良いし、情報読取記憶装置やプリンタ等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。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example of the
L…仮想線
M…軸線
N…連結線
P…形状記憶合金ワイヤの固定点
1…駆動モジュール
20…カメラ付き携帯電話(電子機器)
4…レンズ枠(被駆動体)
4D…ガイド突起(突起部)
5…モジュール枠(支持体)
6…上板バネ(板バネ部材)
7…下板バネ(板バネ部材)
10…SMAワイヤ(形状記憶合金ワイヤ、アクチュエータ)
50…枠体部(第1連結部)
51…リング部(第2連結部)
52…バネ部
L ... Virtual line M ... Axis line N ... Connecting line P ... Shape memory alloy wire fixed point 1 ...
4 ... Lens frame (driven body)
4D ... Guide protrusion (protrusion)
5 ... Module frame (support)
6 ... Upper leaf spring (leaf spring member)
7 ... Lower leaf spring (leaf spring member)
10 ... SMA wire (shape memory alloy wire, actuator)
50 ... Frame part (first connecting part)
51. Ring part (second connecting part)
52 ... Spring part
Claims (6)
該被駆動体を内側に収容する筒状の支持体と、
前記被駆動体の上下に配設され、該被駆動体を前記支持体に対して軸線方向に沿って移動可能に弾性保持する一対の板バネ部材と、
前記被駆動体の外壁面に径方向外方に突出するように設けられた突起部と、
前記支持体に固定され、前記突起部に発生力を及ぼすことで、前記被駆動体を前記板バネ部材の復元力に抗して軸線方向に駆動させるアクチュエータと、を備え、
前記板バネ部材は、前記支持体の端面上に連結された枠状の第1連結部と、該第1連結部の径方向内側に配設された状態で前記被駆動体の端面上に連結された第2連結部と、前記第1連結部と前記第2連結部とに両端部がそれぞれ接続され、両連結部を連結する複数のバネ部と、を有し、
前記バネ部は、前記被駆動体の径方向に沿って前記突起部と前記軸線とを結ぶ連結線に直交し、且つ、前記軸線を通る仮想線上から前記軸線を中心とする周方向に外れた位置で、前記第2連結部に接続されていることを特徴とする駆動モジュール。 A cylindrical or columnar driven body;
A cylindrical support for accommodating the driven body inside;
A pair of leaf spring members disposed above and below the driven body and elastically holding the driven body so as to be movable along the axial direction with respect to the support;
A protrusion provided on the outer wall surface of the driven body so as to protrude radially outward;
An actuator that is fixed to the support and drives the driven body in the axial direction against the restoring force of the leaf spring member by exerting a generating force on the protrusion.
The leaf spring member is connected to the end surface of the driven body in a state of being arranged on the inner side in the radial direction of the first connection portion and a frame-shaped first connection portion connected to the end surface of the support body A plurality of spring portions, both ends of which are connected to the first connecting portion and the second connecting portion, respectively, and connecting both connecting portions;
The spring portion is perpendicular to a connecting line connecting the protrusion and the axis along the radial direction of the driven body, and is disengaged from a virtual line passing through the axis in a circumferential direction around the axis. The driving module is connected to the second connecting portion at a position.
前記アクチュエータは、中間が前記突起部に係止された状態で、両端部が前記仮想線上に位置し、且つ、前記軸線を挟んで対向するように前記支持体に固定され、通電時の発熱により変位することで、前記被駆動体を駆動させる形状記憶合金ワイヤであることを特徴とする駆動モジュール。 The drive module according to claim 1, wherein
The actuator is fixed to the support so that both ends are positioned on the imaginary line and are opposed to each other across the axis, with the middle being locked to the protrusion, and heat is generated during energization. A drive module comprising a shape memory alloy wire that drives the driven body by being displaced.
前記バネ部は、前記軸線を挟んで互いに対向するようにそれぞれ4つ形成され、前記仮想線上から前記周方向に45度回転した位置で前記第2連結部に接続されていることを特徴とする駆動モジュール。 The drive module according to claim 1 or 2,
Four spring portions are formed so as to face each other across the axis, and are connected to the second connecting portion at a position rotated 45 degrees in the circumferential direction from the virtual line. Driving module.
前記複数のバネ部のうち前記突起部に最も近いバネ部は、他のバネ部よりもバネ定数が高くなるように調整されていることを特徴とする駆動モジュール。 The drive module according to any one of claims 1 to 3,
The drive module characterized in that a spring part closest to the protrusion part among the plurality of spring parts is adjusted to have a higher spring constant than the other spring parts.
前記複数のバネ部のうち前記突起部に最も近いバネ部と、前記軸線を挟んで該バネ部に対向する位置に配設されたバネ部とは、残り2つのバネ部よりもバネ定数が高くなるように調整されていることを特徴とする駆動モジュール。 The drive module according to claim 3, wherein
Among the plurality of spring portions, the spring portion closest to the projection portion and the spring portion disposed at a position facing the spring portion across the axis are higher in spring constant than the remaining two spring portions. A drive module characterized by being adjusted to be.
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