JP2005354868A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアクチュエータに係り、特にデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に搭載され、ズームレンズやフォーカスレンズを駆動するアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator, and more particularly to an actuator that is mounted on a small precision device such as a digital camera or a mobile phone and drives a zoom lens and a focus lens.
デジタルカメラ等のレンズ部の駆動装置として圧電素子を用いたアクチュエータがある。例えば特許文献1のアクチュエータは、圧電素子の端面に駆動棒が固着され、その駆動棒に鏡筒がスライド自在に支持される。鏡筒には板ばねが取り付けられ、この板ばねの弾性力によって駆動棒との間に摩擦力が働くようになっている。そして、圧電素子には、略鋸歯状の波形をした駆動パルスが印加され、圧電素子は伸び方向と縮み方向で異なる速度で変形する。例えば圧電素子が緩やかに変形すると、駆動棒とともに鏡筒が移動する。逆に、圧電素子が速く変形すると、鏡筒がその質量の慣性によって同じ位置に停まる。したがって、圧電素子に略鋸歯状の波形をした駆動パルスを繰り返し印加することによって、鏡筒を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
しかしながら、特許文献1に記載のアクチュエータは、長尺状の駆動棒を介して駆動力を伝達するため、圧電素子の振動が駆動棒に吸収されて減衰してしまい、駆動棒の先端部では鏡筒を正確に移動させることができないという問題があった。特に高周波の振動は、駆動棒による減衰率が大きいため、鏡筒の応答性が悪くなる。したがって、特許文献1のアクチュエータは、低周波の駆動パルスでしか制御することができず、単位時間あたりの鏡筒の移動回数が少なくなるという問題があった。このため、特許文献1のアクチュエータにおいて鏡筒の移動速度を増加させるには、印加電圧を大きくして圧電素子の変位量を大きくし、鏡筒の一回の移動量を大きくしなければならず、低い電圧では鏡筒を高速で移動させることができなかった。 However, since the actuator described in Patent Document 1 transmits the driving force through the long drive rod, the vibration of the piezoelectric element is absorbed and attenuated by the drive rod, and the tip of the drive rod is mirrored. There was a problem that the cylinder could not be moved accurately. In particular, high-frequency vibration has a large attenuation factor due to the drive rod, and therefore the response of the lens barrel is deteriorated. Therefore, the actuator of Patent Document 1 can be controlled only with a low-frequency drive pulse, and there is a problem that the number of movements of the lens barrel per unit time is reduced. For this reason, in order to increase the moving speed of the lens barrel in the actuator of Patent Document 1, it is necessary to increase the applied voltage to increase the displacement amount of the piezoelectric element, and to increase the single moving amount of the lens barrel. At low voltage, the lens barrel could not be moved at high speed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、低い電圧であっても高速で移動させることのできるアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an actuator that can be moved at high speed even with a low voltage.
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、圧電素子と、該圧電素子に一体的に取り付けられるとともに前記圧電素子の変位方向に沿って延設された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合される被駆動部材とを備え、前記圧電素子に電圧を印加することによって前記被駆動部材を前記駆動部材に沿って移動させるアクチュエータにおいて、前記圧電素子は、前記駆動部材の両端部に設けられることを特徴とする。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1 is a piezoelectric element, a driving member integrally attached to the piezoelectric element and extending along a displacement direction of the piezoelectric element, and the driving member A driven member that is frictionally engaged with the piezoelectric element, and an actuator that moves the driven member along the driving member by applying a voltage to the piezoelectric element, wherein the piezoelectric element includes both end portions of the driving member. It is provided in.
請求項1に記載の発明によれば、駆動部材の両端部に圧電素子が設けられるので、圧電素子の振動が駆動部材に両端から伝達される。したがって、駆動部材全体に圧電素子の振動が確実に伝達される。これにより、圧電素子の振動が減衰することなく伝達されるので、被駆動部材の移動を正確に制御することができる。よって、高周波の駆動パルスによる制御が可能となり、低い電圧であっても被駆動部材を高速で移動させることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the piezoelectric elements are provided at both ends of the driving member, the vibration of the piezoelectric elements is transmitted to the driving member from both ends. Therefore, the vibration of the piezoelectric element is reliably transmitted to the entire drive member. Thereby, since the vibration of the piezoelectric element is transmitted without being attenuated, the movement of the driven member can be accurately controlled. Therefore, control by high-frequency drive pulses is possible, and the driven member can be moved at high speed even with a low voltage.
請求項2に記載の発明は請求項1の発明において、前記駆動部材の両端部に設けられた圧電素子のうちの一方の圧電素子には、もう一方の圧電素子に対して、極性を反転させた駆動パルスの電圧が印加されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, one of the piezoelectric elements provided at both ends of the driving member has a polarity reversed with respect to the other piezoelectric element. A drive pulse voltage is applied.
請求項3に記載の発明は請求項1又は2の発明において、前記アクチュエータは、前記被駆動部材に一体的に取り付けられたレンズ枠を光軸に沿って移動させるレンズ移動用のアクチュエータであることを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the actuator is an actuator for moving a lens that moves a lens frame integrally attached to the driven member along an optical axis. It is characterized by.
本発明に係るアクチュエータによれば、駆動部材の両端に圧電素子が設けられているので、被駆動部材の移動を正確に制御することができる。 According to the actuator of the present invention, since the piezoelectric elements are provided at both ends of the driving member, the movement of the driven member can be accurately controlled.
以下、添付図面に従って本発明に係るアクチュエータの好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明に係るアクチュエータが適用された、携帯電話機等の小型精密機器のレンズ装置の構成を示す斜視図である。同図に示すレンズ装置は、レンズユニットの駆体を構成する箱型のケース12を有し、このケース12の前面には固定レンズ16が取り付けられている。ケース本体12の内部には、移動レンズ(例えばズームレンズやフォーカスレンズ)18を保持したレンズ枠20が設けられる。
Hereinafter, preferred embodiments of an actuator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lens device of a small precision device such as a mobile phone to which the actuator according to the present invention is applied. The lens device shown in FIG. 1 has a box-
レンズ枠20の外周面には係合部22が突出形成される。係合部22には、U状の溝23が形成されており、この溝23にガイド棒24が係合される。ガイド棒24は、光軸方向に配設されており、ケース12に固定される。
On the outer peripheral surface of the
また、レンズ枠20には、図2に示すようにガイド部26と被駆動部28が一体的に形成される。ガイド部26には貫通孔27が光軸方向に形成され、この貫通孔27に駆動棒30が挿通される。駆動棒30は軽量で剛性の強い材質、例えばセラミックによって円柱状に形成され、光軸と平行に配設される。
Further, as shown in FIG. 2, a
前記被駆動部28には、U状の溝29が形成されており、この溝29に駆動棒30が係合される。被駆動部28の四つのコーナー部34、34…は上方に突出形成される。そして、このコーナー部34、34…に囲まれた範囲内に摩擦板38が設けられる。摩擦板38は、駆動棒30の側面形状に合わせて円弧状に屈曲しており、駆動棒30の上に載置される。
A U-shaped
また、被駆動部28には押えばね36が取り付けられる。押えばね36は、被駆動部28を上下方向から挟むように屈曲して形成されており、この押えばね36によって摩擦板38が下方に付勢される。これにより、摩擦板38は、駆動棒30の側面に摩擦係合される。この摩擦板38は、前記コーナー部34、34…によって被駆動部28からの脱落が防止される。なお、押えばね36の代わりに他の付勢手段、例えば圧縮ばねやゴム等の弾性体を用いて摩擦板38を駆動棒30に摩擦係合させてもよい。また、摩擦板38と駆動棒30との摩擦力は、圧電素子32A、32Bに緩やかな電圧変化の駆動パルスを印加した際にその駆動力よりも摩擦力が大きくなるように、そして、圧電素子32A、32Bに急激な電圧変化の駆動パルスを印加した際にその駆動力よりも摩擦力が小さくなるように設定される。
A
前述した駆動棒30の両端部にはそれぞれ圧電素子32A、32Bが設けられる。圧電素子32A、32Bは、その変位方向が光軸と平行になるようにして配置されている。そして、圧電素子32A、32Bの変位方向の一方の端面に駆動棒30の端面が固着され、圧電素子32A、32Bのもう一方の端面がケース12(図1参照)に当接される。
図3(A)、図3(B)は圧電素子32A、32Bに印加する駆動パルスの例を示したものである。図3(A)は、図1のレンズ枠20を左方向に移動させる際の駆動パルスであり、図3(B)は図2のレンズ枠20を右方向に移動させる際の駆動パルスである。
3A and 3B show examples of driving pulses applied to the
図3(A)、図3(B)に示すように、二つの圧電素子32A、32Bには、逆位相の駆動パルスを印加している。図3(A)の場合、圧電素子32Aには、時刻β1から時刻β2にかけて緩やかに立ち上がり、時刻β3で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。そして、圧電素子32Bには、時刻β1から時刻β2にかけて緩やかに立ち下がり、時刻β3で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻β1から時刻β2では、圧電素子32Aが緩やかに伸長するとともに、圧電素子32Bが緩やかに縮むので、駆動棒30は図2の左方向に変位する。その際、駆動棒30が緩やかに変位するので、被駆動部28は駆動棒30とともに移動する。これにより、被駆動部28を図2の左方向に移動させることができる。時刻β3では、圧電素子32Aが急激に縮まるとともに圧電素子32Bが急激に伸長するので、駆動棒30は図2の右方向に変位する。その際、駆動棒30が急激に変位するので、被駆動部28は慣性によってその位置に停止したまま、駆動棒30だけが移動する。したがって、図3(A)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図2の被駆動部28は左方向への移動と停止を繰り返すので、レンズ枠20を左方向に移動させることができる。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), driving pulses having opposite phases are applied to the two
図3(B)の場合、圧電素子32Aには、時刻β4から時刻β5にかけて緩やかに立ち下がり、時刻β6で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。そして、圧電素子32Bには、時刻β4から時刻β5にかけて緩やかに立ち上がり、時刻β6で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻β4から時刻β5では、圧電素子32Aが緩やかに縮まるとともに、圧電素子32Bが緩やかに伸長するので、駆動棒30は図2の右方向に変位する。その際、駆動棒30が緩やかに変位するので、被駆動部28は駆動棒30とともに移動する。これにより、被駆動部28を図2の右方向に移動させることができる。時刻β6では、圧電素子32Aが急激に伸長するとともに圧電素子32Bが急激に縮まるので、駆動棒30は図2の左方向に変位する。その際、駆動棒30が急激に変位するので、被駆動部28は慣性によってその位置に停止したまま、駆動棒30だけが移動する。したがって、図3(B)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図2の被駆動部28は右方向への移動と停止を繰り返すので、レンズ枠20を右方向に移動させることができる。
In the case of FIG. 3B, a substantially sawtooth drive pulse that gently falls from time β4 to time β5 and rapidly rises at time β6 is applied to the
上述したように本実施の形態のアクチュエータは、駆動棒30の両端部に圧電素子32A、32Bを配設し、この圧電素子32A、32Bに位相が正反対の駆動パルスを同期させて印加するようにしたので、駆動棒30全体を確実に変位させることができる。したがって、被駆動部28が駆動棒30のどの位置であっても、被駆動部28を確実に移動させることができる。これにより、レンズ枠20の位置を正確に制御することができる。
As described above, in the actuator of the present embodiment, the
また、本実施の形態では、圧電素子32A、32Bの変位方向が互いに逆向きになるように配置されている。したがって、圧電素子32A、32Bのヒステリシス特性が互いに打ち消し合うように作用するので、圧電素子32A、32Bのヒステリシスによる誤差を抑制することができる。これにより、レンズ枠20の位置をより正確に制御することができる。
In the present embodiment, the
なお、本発明に係るアクチュエータの用途としては、例えばデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に適用することができる。特に携帯電話機は、三V以下の低い電圧で駆動する必要があるが、本発明のアクチュエータを用いることによって、20kHz程度の高周波で駆動することができ、レンズ枠20を2mm/s以上の高速度で移動させることができる。よって、10mm程度の移動が必要となるズームレンズであっても、迅速に移動させることができる。
The application of the actuator according to the present invention can be applied to small precision devices such as digital cameras and mobile phones. In particular, the cellular phone needs to be driven at a low voltage of 3 V or less, but by using the actuator of the present invention, it can be driven at a high frequency of about 20 kHz, and the
20…レンズ枠、28…被駆動部、30…駆動棒、32A、32B…圧電素子、34A、34B…駆動部材、36…押えばね、38…摩擦板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧電素子は、前記駆動部材の両端部に設けられることを特徴とするアクチュエータ。 A piezoelectric element; a driving member that is integrally attached to the piezoelectric element and that extends along a displacement direction of the piezoelectric element; and a driven member that is frictionally engaged with the driving member. In an actuator that moves the driven member along the driving member by applying a voltage to the driving member,
The actuator, wherein the piezoelectric element is provided at both ends of the driving member.
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---|---|---|---|---|
JP2008051936A (en) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Konica Minolta Opto Inc | Optical module system |
JP2011135774A (en) * | 2007-02-06 | 2011-07-07 | Sharp Corp | Drive device, imaging device with the drive device and imaging equipment |
JP2012014035A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Shicoh Engineering Co Ltd | Lens driving device, autofocus camera and mobile terminal with camera |
KR101119345B1 (en) | 2010-05-18 | 2012-03-06 | 삼성전기주식회사 | Camera module having auto-focus apparatus |
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JP2011135774A (en) * | 2007-02-06 | 2011-07-07 | Sharp Corp | Drive device, imaging device with the drive device and imaging equipment |
KR101119345B1 (en) | 2010-05-18 | 2012-03-06 | 삼성전기주식회사 | Camera module having auto-focus apparatus |
JP2012014035A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Shicoh Engineering Co Ltd | Lens driving device, autofocus camera and mobile terminal with camera |
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