CN107577024A - 透镜驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高致动器的电极和电气配线的连接的可靠性的透镜驱动装置。在透镜驱动装置中，致动器通过将配重部收容于基座部件的致动器保持部而被固定于基座部件，同时，设置在配重部的侧面的各电极与设置在致动器保持部的内侧面的各端子电极直接接触，并相互电连接。由此，能够提高致动器的电极与端子电极的连接的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及透镜驱动装置。
背景技术
以往，作为用于搭载在手机等上的摄像装置的透镜驱动装置中的一种，已知有采用平滑冲击驱动机构(Smooth Impact Drive Mechanism，“SIDM”为注册商标)的透镜驱动装置。
采用平滑冲击驱动机构的透镜驱动装置在例如专利文献1中有所公开。在日本专利特开2015-089183号公报(专利文献1)所公开的透镜驱动装置中，采用了具有棱角状的压电元件、与该压电元件的伸缩方向上的一侧端面接合的配重部以及与该压电元件的伸缩方向上的另一侧端面接合的驱动轴的致动器。而且，致动器的配重部被固定于基座部件，摩擦卡合单元与致动器的驱动轴的外周摩擦卡合。通过这样的透镜驱动装置，致动器的伸缩被传递到驱动轴，并利用致动器的伸展时和收缩时的速度差，驱动通过指定的摩擦力接合于该驱动轴的摩擦卡合单元。
上述摩擦卡合单元包含透镜框体，上述透镜框体嵌入有具有与上述伸缩方向平行的光轴的透镜，通过使上述摩擦卡合单元在致动器的伸缩方向上进退，透镜框体也发生进退。
在上述透镜驱动装置中，可能会发生由于来自装置外部的冲击等，摩擦卡合单元的透镜框体相对于基座部件在与摩擦卡合单元的进退方向相交叉的方向上变位从而推压驱动轴的情况。在这种情况下，压电致动器相对于基座部件倾斜，可能会发生致动器的配重部从基座部件脱离，或向致动器的压电元件施加电压的电气配线断线，从而使电气配线短路的情况。
发明内容
根据本发明，提供一种能够提高致动器的电极与电气配线的连接的可靠性的透镜驱动装置。
本发明的一个技术方案所涉及的透镜驱动装置具有：致动器、摩擦卡合部件、透镜框体、基座部件、一对电极和一对电气配线，上述致动器具有在可相对一个方向伸缩的压电元件、与该压电元件的伸缩方向上的一个端面接合的配重部、以及与该压电元件的伸缩方向上的另一个端面接合的轴；上述摩擦卡合部件与致动器的轴的外周摩擦卡合；上述透镜框体安装于摩擦卡合部件；上述基座部件具有保持部，并在该保持部中将致动器固定，上述保持部凹陷为致动器的配重部的形状以收容该配重部；上述一对电极设于配重部，并与设于压电元件的一对电极电连接；上述一对电气配线设于保持部的内侧面，并与设于配重部的一对电极接触。
在上述透镜驱动装置中，如果在致动器伸缩时使之产生伸展时与收缩时的速度差，则与致动器的轴的外周摩擦卡合的摩擦卡合部件会在致动器的伸缩方向上被驱动。此外，伴随着摩擦卡合部件的驱动，安装在摩擦卡合部件的透镜框体也会在致动器的伸缩方向上被驱动。
致动器通过将配重部收容于基座部件的保持部而被固定，此时，设于配重部的各电极与设于保持部的内侧面的各电气配线直接接触。由此，有效地抑制配重部从基座部件脱离、或向致动器的压电元件施加电压的电气配线断线的情况，从而能够提高致动器的电极与电气配线的连接的可靠性。
在本发明的另一技术方案所涉及的透镜驱动装置中，在保持部的内侧面设有至少两个突起部，两个突起部分别与收容在保持部的配重部接触。
在本发明的另一技术方案所涉及的透镜驱动装置中，从致动器的伸缩方向观察，两个突起部的至少一个突起部配置在相对于致动器的轴线而与电气配线的设置位置相对的位置。
在本发明的另一技术方案所涉及的透镜驱动装置中，摩擦卡合部件在其一端侧具有保持于透镜框体的滑块部和向该滑块部施力的弹簧部，在滑块部和弹簧部之间夹持致动器的轴并与之摩擦卡合。
在本发明的另一技术方案所涉及的透镜驱动装置中，摩擦卡合部件的一端在与致动器的伸缩方向正交的方向上延伸，同时，与致动器的轴的外周摩擦卡合，以应该安装的透镜的光轴与致动器的伸缩方向相平行的朝向将透镜框体安装于摩擦卡合部件的另一端。
附图说明
图1为表示一个实施方式所涉及的透镜驱动装置的分解立体图。
图2为图1所示的透镜驱动部的分解立体图。
图3为向基座部件安装致动器的形态的示意图。
图4为表示图3所示的致动器的侧面图。
图5为表示设置在致动器保持部的内侧面的端子电极的立体图。
图6为表示基座部件的致动器保持部的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在说明中，对相同的部件或者具有相同功能的部件使用相同的符号，并省略重复说明。
如图1所示，透镜驱动装置1具有透镜驱动部2和覆盖透镜驱动部2的盖3，并具有作为应该安装的透镜L的光轴的透镜光轴Z1。
如图2所示，透镜驱动部2具有基座部件10、致动器20和摩擦卡合单元30。
基座部件10具有底部11、第一侧壁部12a、第二侧壁部12b，第三侧壁部12c以及第四侧壁部12d。底部11在俯视图中呈矩形形状。在底部11的中心部分形成有在俯视图中为正圆形状的开口11e。基座部件10例如由树脂材料(液晶聚合物等)构成，该树脂材料包含由玻璃或者无机材料等构成的填料。基座部件10例如能够通过注射成型来形成。
基座部件10的底部11具有第1角部11a、第2角部11b、第3角部11c以及第4角部11d。第1角部11a和第2角部11b相互位于对角位置，第3角部11c和第4角部11d相互位于对角位置。
各侧壁部12a～12d分别从底部11的第1～第4角部11a～11d开始竖立设置。各侧壁部12a～12d以与底部11相同的材料构成，并与底部11一体地设置。
在第二侧壁部12b的内侧，在与后述透镜框体40的第一突出部42相对应的位置形成有缺口部13。
在第1角部11a的比第一侧壁部12a更靠近内侧的位置设有收纳致动器20的基座部件10侧的端部的致动器保持部(保持部)14。致动器保持部14在俯视图中为矩形的槽。
在第1角部11a的第一侧壁部12a的附近，在夹于后述摩擦卡合部件50的弹簧部52和轴支承部54之间的位置设有竖立设置于基座部件10的柱部15。柱部15是以与基座部件10相同的材料构成的，其与基座部件10一体地设置。
在此，参照图4对致动器20的结构进行说明。
如图4所示，致动器20包含棱柱状的压电元件22、与压电元件22的顶面22a接合的驱动轴24和与压电元件22的底面22b接合的配重部26。压电元件22与驱动轴24以及配重部26的接合可使用环氧粘合剂等粘合剂。
压电元件22由压电材料构成，作为压电材料，能够使用锆钛酸铅(即PZT)、水晶、铌酸锂(LiNbO3)、铌钽酸钾(K(Ta,Nb)O3)、钛酸钡(BaTiO3)、钽酸锂(LiTaO3)以及钛酸锶(SrTiO3)等无机压电材料。压电元件22能够设为由上述压电材料构成的多个压电层和多个电极层交替层压而成的层压结构。
在压电元件22设有分别从相对的一对侧面22c、22d延伸到底面22b的一对电极23A、23B。电极23A、23B能够通过Ag的溅射等来设置。如果通过一对电极23A、23B向压电元件22施加电压，则压电元件22会被调整(压电陶瓷的极化等)为在其轴线(图4的Z2轴线)的方向上伸长或者收缩。由此，通过控制在一对电极23A、23B之间施加的电压，能够控制压电元件22的伸缩。
压电元件22只要为可在一个方向上伸缩的形状，则不局限于棱柱状，也可为圆柱状等。
驱动轴24是由包含碳纤维等纤维的复合树脂材料构成的。驱动轴24为宽度宽于压电元件22的圆柱状，其与压电元件22的Z2轴线轴向对准。
配重部26是由钨或钨合金等高比重的材料形成，其被设计成比驱动轴24更重。通过使配重部26比驱动轴24更重，在压电元件22伸缩时，能够使配重部26难以变位，而使驱动轴24更高效地变位。配重部26为矩形平板状，其与压电元件22的Z2轴线轴向对准。在配重部26设有从压电元件22一侧的端面26a分别延伸至一个侧面26b的一对电极27A、27B。在一对电极27A、27B中，电极27A与设于压电元件22的一方的电极23A电连接，电极27B与设于压电元件22的另一方的电极23B电连接。
返回图3，基座部件10的致动器保持部14被设计为能够收容上述致动器20的配重部26全体的形状和尺寸。致动器保持部14的深度被设计为比致动器20的配重部26的高度更深，以使致动器20的配重部26难以脱离。致动器20的轴线Z2被设计为当致动器20被配置在基座部件10的致动器保持部14时该轴线Z2与透镜驱动装置1的透镜光轴Z1平行。
如图3及图5所示，在基座部件10设有从致动器保持部14的内侧面向外部引出的一对端子电极(电气配线)16A、16B。该一对端子电极16A、16B均设于一个内侧面14a，遍及致动器保持部15的深度方向的全长而延伸。此外，一对端子电极16A、16B设于一个内侧面14a的与设于配重部26的侧面26b的一对电极27A、27B相对应的位置。由此，当致动器20的配重部26被收容于致动器保持部14时，端子电极16A、16B和配重部26的电极27A、27B直接接触，并相互电连接。
如图6所示，两个突起部19A、19B与基座部件10一体地设置于致动器保持部14。各突起部19A、19B具有从致动器保持部14的底面沿深度方向延伸的柱状的形状。更具体而言，各突起部19A、19B为截面为半圆形的半圆柱状，其曲面朝向致动器保持部14的内侧。此外，各突起部19A、19B的上端被倒角为呈斜面。一个突起部19A设于与设有一对端子电极16A、16B的内侧面14a相对的侧面14b的大致中央。另一个突起部19B设于与设有突起部19A的侧面14b相邻的侧面14c的大致中央。
一对端子电极16A、16B经由设置在基座部件10的缺口部18被引出到与透镜驱动装置1的外部控制电路连接的一对外部端子电极17A、17B。由此，被输入到一对外部端子电极17A、17B之间的电压信号经由致动器保持部14的端子电极16A、16B被输入到致动器20的端子电极23A、23B之间，从而使致动器20进行伸缩。
摩擦卡合单元30包含透镜框体40和与上述致动器20摩擦卡合的摩擦卡合部件50。
透镜框体40是圆管状的部件，定向在透镜光轴Z1的方向上。透镜框体40以被第一侧壁部12a、第二侧壁部12b、第三侧壁部12c以及第四侧壁部12d包围的方式配置在基座部件10的底部11上。透镜框体40在其中央具有开口41，透镜L能够沿透镜光轴Z1的方向安装于开口41。透镜L既可以是由多个透镜构成的透镜单元，也可以是单一的透镜。透镜框体40的开口41的尺寸与底部11的开口11e大致相同。
在透镜框体40的外周面设有嵌入上述致动器部件10的第二侧壁部12b的缺口部13的第一突出部42。第一突出部42的形状以及尺寸虽然与缺口部13的形状以及尺寸大致相同，但是缺口部13的形状以及尺寸稍大，从而能够将第一突出部42嵌入缺口部13。通过透镜框体40的第一突出部42与第二侧壁部12b的缺口部13的嵌合，能够抑制透镜框体40绕透镜光轴Z1的旋转。
此外，在透镜框体40的外周面设有收容后述摩擦卡合部件50的后端部50b，并对摩擦卡合部件50进行定位固定的固定部43。
进而，在透镜框体40的外周面的靠近基座部件10的第一侧壁部12a的位置设有第二突出部44，摩擦卡合部件50的前端部50a与上述第二突出部44抵接并被定位。
摩擦卡合部件50是有弹性的带状金属制部件，其沿着透镜框体40的外周面配置。摩擦卡合部件50具有与致动器20摩擦卡合的前端部50a和作为固定在透镜框体40的固定部43的固定端的后端部50b。摩擦卡合部件50的至少前端部被配置成与透镜光轴Z1以及致动器20的轴线Z2正交。摩擦卡合部件50能够通过对一张金属板材进行冲裁加工以及弯曲加工等而得到。
在摩擦卡合部件50中，其前端部50a产生分支，形成从宽度方向上的中央部分沿着摩擦卡合部件50的延伸方向呈直线状延伸的I字状的弹簧部52，以及从宽度方向上的两端部分沿着透镜框体40的外周面延伸的U字状的轴支承部(滑块部)54。
轴支承部54的前端部54a沿着由透镜框体40的外周面和第二突出部44界定的大致直角状的角部，弯曲成大致直角状。并且，致动器20的驱动轴24被夹于弹簧部52的自由端52a和轴支承部54的前端54a之间，并受到利用弹簧部52的弹性沿从弹簧部52向轴支承部54的方向的施力，因此，摩擦卡合部件50与致动器20的驱动轴24摩擦卡合。
如在上文中所说明，在透镜驱动装置1中，如果在致动器20伸缩时使之产生伸展时与收缩时的速度差，则一端50a与致动器20的驱动轴24的外周摩擦卡合的摩擦卡合部件50在致动器20的伸缩方向上被驱动。此外，伴随着摩擦卡合部件50的驱动，安装于摩擦卡合部件50的另一端50b的透镜框体40也在致动器20的伸缩方向上被驱动。由于以应该安装的透镜L的光轴Z1与致动器20的伸缩方向(Z2方向)平行的朝向安装透镜框体40，因此能够在透镜的光轴Z1方向上驱动透镜L。
在此，安装有透镜L的透镜框体40的比重高于致动器20，因此如果透镜框体40发生变位，则随着该变位，透镜框体40会推压致动器20。其结果是，致动器20相对于基座部件10倾斜，可能会发生致动器20的配重部26从基座部件10脱离，或向致动器20的压电元件22施加电压的电气配线断线，从而使电气配线短路的情况。
但是，在透镜驱动装置1中，通过将配重部26收容于基座部件10的致动器保持部14，致动器20被固定于基座部件10，同时，设置在配重部26的侧面26b的各电极27A、27B与设置在致动器保持部14的内侧面14a的各端子电极16A、16B直接接触，并相互电连接。由此，能够提高致动器20的电极27A、27B和端子电极16A、16B的连接的可靠性。
并且，在透镜驱动装置1中，在致动器保持部14的内侧面14b、14c设有两个突起部19A、19B，当致动器20被收容于致动器保持部14时，各突起部19A、19B分别与致动器20的配重部26接触。此时，由于各突起部19A、19B被压缩，因此通过其反作用力向配重部26施力。其结果是，致动器20牢固地嵌入致动器保持部14，能够更为有效地抑制致动器20从致动器保持部14脱离，同时，也抑制了致动器20相对于致动器保持部14的位置偏移。
另外，如透镜驱动装置1所示，当在与设有一对端子电极16A、16B的内侧面14a相对的侧面14b设有突起部19A时，该突起部19A沿端子电极16A、16B的方向对配重部26施力，因此，配重部26的电极27A、27B与端子电极16A、16B的电连接的紧密性和可靠性会升高。
此外，由于各突起部19A、19B的上端被倒角为呈斜面，因此当将致动器20收容于致动器保持部14时，难以与突起部19A、19B抵接，因而能够容易地收容。
此外，本发明不局限于上述实施方式，能够进行各种各样的变形。
例如，致动器的配重部以及致动器保持部的形状只要是互相相似的形状，则不局限于矩形，也可以是圆形、三角形、四边形以上的多边形。
此外，设于致动器保持部的突起部不局限于半圆柱，也可以是椭圆柱状或者多边柱状。进一步地，突起部的数量不局限于2个，也可以是3个以上。关于突起部的位置，只要至少一个突起部设置于相对于致动器的轴线而与电气配线的设置位置相对的位置，就能够提高配重部的电极与端子电极的电连接的紧密性和可靠性。
Claims (5)
1.一种透镜驱动装置，其具有：
致动器，所述致动器具有可相对一个方向伸缩的压电元件、与该压电元件的伸缩方向上的一个端面接合的配重部、以及与所述压电元件的伸缩方向上的另一个端面接合的轴；
摩擦卡合部件，所述摩擦卡合部件与所述致动器的轴的外周摩擦卡合；
透镜框体，所述透镜框体安装于所述摩擦卡合部件；
基座部件，所述基座部件具有保持部，并在该保持部中将所述致动器固定，所述保持部凹陷为所述致动器的所述配重部的形状以收容该配重部；
一对电极，所述一对电极设于所述配重部，并与设于所述压电元件的一对电极电连接；以及，
一对电气配线，所述一对电气配线设于所述保持部的内侧面，并与设于所述配重部的所述一对电极接触。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其中，
在所述保持部的内侧面设有至少两个突起部，所述两个突起部分别与收容在所述保持部的所述配重部接触。
3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其中，
从所述致动器的伸缩方向观察，所述两个突起部的至少一个突起部配置在相对于致动器的轴线而与所述电气配线的设置位置相对的位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的透镜驱动装置，其中，
所述摩擦卡合部件在其一端侧具有保持于所述透镜框体的滑块部和向该滑块部施力的弹簧部，在所述滑块部和所述弹簧部之间夹持所述致动器的所述轴并与之摩擦卡合。
5.如权利要求1～4中任一项所述的透镜驱动装置，其中，
所述摩擦卡合部件的一端在与所述致动器的伸缩方向正交的方向上延伸，同时，与所述致动器的所述轴的外周摩擦卡合，
以应该安装的透镜的光轴与所述致动器的伸缩方向相平行的朝向将所述透镜框体安装于所述摩擦卡合部件的另一端。
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