JP2008164870A - Drive mechanism using piezoelectric element, camera module using the drive mechanism, and portable terminal equipped with the camera module - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電素子を用い、カメラモジュールに組み込んでもカメラモジュールの小型化を妨げないようにすると共に、移動体の動作を妨げる摩擦力を極力小さくして圧電素子の駆動力を有効に利用できるようにした小型の駆動機構と、該駆動機構を用いたカメラモジュール及び携帯端末を提供することが課題である。
【解決手段】板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して長手方向略中央に駆動ヘッド310、320が設けられた、一対の駆動部材31、32における駆動ヘッド310、320で圧電素子の長手方向に延在させた移動体33を挟み、かつ、移動体の移動方向に対して垂直な方向から移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネ34を設け、それ以外の保持機構を不要として摩擦力を小さくし、圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構と、該駆動機構を用いたカメラモジュール及び携帯端末を構成した。
【選択図】図2A piezoelectric element is used to prevent the camera module from being reduced in size even if it is incorporated in a camera module, and the frictional force that hinders the operation of a moving body can be minimized to effectively use the driving force of the piezoelectric element. It is an object to provide a small driving mechanism, a camera module and a portable terminal using the driving mechanism.
Piezoelectric elements extending in a plate shape are stacked in the thickness direction, and driving heads 310 and 320 are provided at substantially the center in the longitudinal direction. A movable body pressing spring 34 is provided which sandwiches the movable body 33 extending in the longitudinal direction of the element and urges the movable body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the movable body. A compact driving mechanism that can effectively use the driving force by the piezoelectric element, a camera module and a mobile terminal using the driving mechanism, and a frictional force that is reduced without a holding mechanism.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、圧電素子を用いた駆動機構と該駆動機構を用いた携帯電話などの携帯端末に用いられるカメラモジュール、及び該カメラモジュールを備えた携帯端末に係り、特に、
ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用いて小型に構成した駆動機構と、その駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させるようにし、小型に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。
The present invention relates to a drive mechanism using a piezoelectric element, a camera module used in a mobile terminal such as a mobile phone using the drive mechanism, and a mobile terminal equipped with the camera module.
A drive mechanism configured in a small size using a piezoelectric element such as a piezo element (PZT), a camera module configured to be moved in the optical axis direction using the drive mechanism, and a camera module configured in a small size, and the camera module It relates to mobile terminals.
最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様な、高速、高精度なオートフォーカス(AF)機能や焦点距離の変化(ズーム)機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。 The camera modules used in portable terminals such as mobile phones are the same as those of ordinary electronic cameras (digital cameras) as the number of pixels of image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) increases. In addition, high-speed, high-precision autofocus (AF) function and focal length change (zoom) function are required, and the miniaturization and weight reduction of the mobile terminal itself inevitably leads to miniaturization and weight reduction of the camera module. It is desired.
オートフォーカスや焦点距離の変化(ズーム)機構を備えたカメラモジュールにおいては、レンズ群を光軸方向に移動させることが必要であり、そのため従来では、円筒カムやリードスクリューをモータで駆動し、オートフォーカス用レンズ群とズームレンズ群とを移動させてオートフォーカスやズーミングを実現していた。しかしながらモータを用いた場合、回転子とその周囲に電磁石や永久磁石が必要であって軸方向長さを短くしたとしても、円柱形状部分が不可欠であるからカメラモジュールを小型化する上でのネックとなり、さらに騒音なども発生する。 In a camera module equipped with an autofocus and focal length change (zoom) mechanism, it is necessary to move the lens group in the optical axis direction. For this reason, conventionally, a cylindrical cam or lead screw is driven by a motor, Autofocus and zooming have been realized by moving the focusing lens group and the zoom lens group. However, when a motor is used, an electromagnet or permanent magnet is required around the rotor, and even if the axial length is shortened, the cylindrical part is indispensable. In addition, noise is also generated.
そのため、駆動源としてピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、こういったオートフォーカスやズーミングを実現するカメラモジュールが種々提案され、本願出願人も、例えば特許文献1、特許文献2などにおいて、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源を用いたカメラモジュールを提案してきた。
Therefore, various camera modules that realize such autofocus and zooming using a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) as a drive source have been proposed, and the applicant of the present application is also disclosed in
これら特許文献1、特許文献2などに用いられる圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源は、例えば特許文献3に示されているように、略長方形の板状外形の圧電セラミック(ピエゾ素子)における、長手方向と短手方向で形成される第1面の相対する辺の中心同士を結んで4ブロックに区切り、ブロック毎に電極を設けると共に対角線方向に配置された電極をワイヤで結び、さらに、第1面に対して反対側となる第2面の全面に一つの電極を設けてある。
A friction drive type drive source using a piezoelectric ceramic (piezo element) used in
また、短手方向の第3面には、比較的堅いセラミックの作動部であるスペーサが、例えば接合剤によって辺の略中央付近に取り付けられ、相対的に移動させる物体と係合するようになっている。さらにこの圧電セラミック(ピエゾ素子)は、周囲に固定された一対の支持体と、バネ付きの支持体によって変形可能に支持され、第1面における長手方向に並んだ一対の電極に正の電圧を、隣接する一対の電極に負の電圧を印加すると、正の電圧を印加した側が負の電圧を印加した側より長くなり、バネ付きの支持体で支持されていることで変形が可能なため、スペーサが係合している物体の負の電圧を印加した側に移動する。 On the third surface in the short direction, a spacer, which is a relatively hard ceramic operating portion, is attached, for example, in the vicinity of the approximate center of the side by a bonding agent, and engages with a relatively moving object. ing. Further, the piezoelectric ceramic (piezo element) is supported by a pair of support bodies fixed around and a support body with a spring so as to be deformable, and applies a positive voltage to the pair of electrodes arranged in the longitudinal direction on the first surface. When applying a negative voltage to a pair of adjacent electrodes, the side on which the positive voltage is applied is longer than the side on which the negative voltage is applied, and it can be deformed by being supported by a support with a spring. It moves to the side where the negative voltage of the object with which the spacer is engaged is applied.
そして、電圧が印加されなくなると圧電セラミック(ピエゾ素子)は元の状態に戻るが、このとき、例えば立ち下がり時間が立ち上がり時間より少なくとも4倍程度長い非対称の電圧パルスを電極に印加すると、圧電セラミック(ピエゾ素子)におけるスペーサと物体との摩擦により、パルスの立ち下がり時にスペーサと物体が係合したままスペーサが最初の位置に戻り、そのため、パルスの立ち上がり時の変位分、スペーサと物体が相対的に移動して、これを繰り返すことで、スペーサと物体とは相対的に逆の方向に移動することになる。 When the voltage is no longer applied, the piezoelectric ceramic (piezo element) returns to its original state. At this time, for example, when an asymmetric voltage pulse whose fall time is at least four times longer than the rise time is applied to the electrode, the piezoelectric ceramic. Due to the friction between the spacer and the object in the (piezo element), the spacer returns to the initial position while the spacer and the object are engaged at the fall of the pulse. By repeating this and repeating this, the spacer and the object move in the opposite directions.
本願出願人が提案した特許文献1、特許文献2に示されたカメラモジュールは、このように構成したピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を駆動源として用い、例えば特許文献1に示されたカメラモジュールでは、レンズホルダに係合し、光軸と平行に設けられたリードスクリューにローターを取り付け、これも光軸と平行に設けられたピエゾ素子のスペーサでこのローターの側面を駆動してリードスクリューを回転させ、レンズホルダを光軸方向に駆動できるようにしている。
The camera module shown in
また、特許文献2に示されたカメラモジュールでは、レンズ保持部を光軸を中心に略対称的、且つ、平行に配置した複数のガイド軸で光軸方向に移動可能に保持し、これら軸部材に作動部が当接するようピエゾ素子の長手方向を光軸方向に対して直角にレンズ保持部に取り付け、ピエゾ素子の駆動によってレンズ保持部を軸部材に対して相対的に移動させて、光軸方向に駆動できるようにしている。
Further, in the camera module disclosed in
また、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源としては、前記した特許文献3に示されたような形態のものだけでなく、例えば特許文献4には、2つの圧電素子を互いに直交するように配置し、圧電素子の交差部に設けられて回転可能なロータの円筒面に当接したチップ部材を楕円軌跡を描くように駆動し、それによってロータを回転させるようにした圧電アクチュエータが示されている。
In addition, the friction drive type drive source using the piezoelectric ceramic (piezo element) is not limited to the one shown in
また、特許文献5、特許文献6には、圧電材料、電歪材料、反強誘電材料などの、電流または電圧が加えられることでその形状を変化させる板状部材で形成し、2つの直列に接続された屈曲部と中央部に設けた駆動パッドとから成る駆動部材と、この駆動部材本体の長手方向に対して平行に延びて駆動パッドが押し当てられたレールとで構成され、駆動部材に加えられる進行波エネルギーにより、駆動パッドが楕円状の運動をすることで駆動部材がレールに対して相対的に移動するようになっている、近共振電気機械モータが示されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1に示されたカメラモジュールは、光軸と平行に設けられたリードスクリューと、そのリードスクリューに取り付けられてピエゾ素子のスペーサで駆動されるローターとが存在し、ローターの径だけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなる。また、特許文献2に示されたカメラモジュールでも、やはり光軸を中心にレンズ保持部に対して略対称的で平行に配置した軸部材と、その軸部材に作動部が当接するピエゾ素子との存在で、それだけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなって、より一層の小型化を妨げている。また、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6は、それぞれピエゾ素子を用いた駆動部材が示されているだけであり、しかもその駆動部材は、移動体を何らかの形で保持する機構が必要で、それだけ摩擦力が大きく、ピエゾ素子による駆動力を大きくしないと肝心の被駆動体を動かす力が弱くなって、効率的な駆動ができない。またこれらの文献には、カメラモジュールに用いられる構成が示されているわけではない。
However, the camera module disclosed in
そのため本発明においては、ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、カメラモジュールに組み込んでもカメラモジュールの小型化を妨げないようにすると共に、移動体の動作を妨げる摩擦力を極力小さくして圧電素子の駆動力を有効に利用できるようにした小型の駆動機構と、該駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させるようにして小型で軽量に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。 Therefore, in the present invention, a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) is used so as not to prevent downsizing of the camera module even if it is incorporated in the camera module, and the frictional force that hinders the operation of the moving body is reduced as much as possible. A small drive mechanism that can effectively use the driving force of the element, a camera module that is configured to be small and light by moving the lens in the optical axis direction using the drive mechanism, and the camera module It is a problem to provide a portable terminal.
上記課題を解決するため本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて移動する移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the drive mechanism using the piezoelectric element according to the present invention is:
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and moves by receiving a driving force;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
The moving member is moved in the longitudinal direction by the driving head that performs a pseudo circular motion with the longitudinal direction of the moving member as a tangent by the driving member.
また、この駆動機構を組み込んだカメラモジュールは、
少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて前記レンズ保持体を光軸方向に移動させる移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させ、前記レンズ保持体を光軸方向に移動させることを特徴とする。
In addition, the camera module incorporating this drive mechanism
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and receives the driving force to move the lens holding body in the optical axis direction;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
The moving member is moved in the longitudinal direction by the driving head that performs pseudo-circular movement with the longitudinal direction of the moving body as a tangent by the driving member, and the lens holding body is moved in the optical axis direction.
さらに、このカメラモジュールを組み込んだ携帯端末は、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて前記レンズ保持体を光軸方向に移動させる移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させ、前記レンズ保持体を光軸方向に移動させるカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする。
In addition, mobile terminals incorporating this camera module
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and receives the driving force to move the lens holding body in the optical axis direction;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
A camera module that moves the moving body in the longitudinal direction by the drive head that performs pseudo-circular movement with the longitudinal direction of the moving body as a tangent by the driving member, and moves the lens holding body in the optical axis direction;
A case body to which the camera module is mounted;
It is provided in this case body and has an operation part which operates the camera module.
このように移動体を駆動ヘッドで挟み、かつ、移動体押さえバネを移動体の移動方向に対して垂直な方向から点接触させることで、移動体は、移動体を挟む一対の駆動ヘッドと移動体押さえバネで保持するように構成することができ、それ以外の保持機構が不要になってそれだけ摩擦力が小さくなり、圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成できる。 In this way, the movable body is moved between the pair of drive heads that sandwich the movable body by sandwiching the movable body between the drive heads and making point contact with the movable body pressing spring from a direction perpendicular to the moving direction of the movable body. It can be configured to be held by a body pressing spring, and no other holding mechanism is required, so that the frictional force is reduced accordingly, and a small driving mechanism that can effectively use the driving force by the piezoelectric element can be configured.
また、前記特許文献5、6に示されているように、駆動ヘッドで移動体を挟むと移動体を移動させる力が安定すると共に強くなり、それだけ強力に移動体を移動させることができる。従って、このように構成した駆動機構で移動体を移動させてレンズ保持体を光軸方向に移動させることで、特許文献1、2に示されたカメラモジュールのように、ローターやレンズ保持部に対して略対称的で平行に配置した軸部材等が不要であるから、カメラモジュールとカメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。
Further, as shown in
そして、前記一対の駆動ヘッドは、該駆動ヘッドのそれぞれが当接する前記移動体の面に略平行で、前記移動体の中心を通る面に対して略対称となる位置に配され、前記移動体押さえバネは、前記駆動ヘッドと移動体との当接部における移動体延在方向両側で点接触していることで、移動体は、移動体を挟む一対の駆動ヘッドと、一の駆動ヘッドと移動体との当接部における移動体延在方向両側で点接触している移動体押さえバネで保持され、それ以外の保持機構が無くても安定して圧電素子の駆動ヘッドで駆動することができる。従って、移動体と接触する部分が少ないから、それだけ摩擦力が小さくなって圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成でき、ひいてはカメラモジュールとカメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。 The pair of drive heads are disposed at positions that are substantially parallel to the surface of the movable body with which each of the drive heads abuts and are substantially symmetric with respect to a plane that passes through the center of the movable body. The pressing spring is in point contact on both sides of the moving body extending direction at the contact portion between the driving head and the moving body, so that the moving body includes a pair of driving heads sandwiching the moving body, and one driving head. It is held by a moving body pressing spring that is in point contact on both sides of the moving body extending direction at the abutting portion with the moving body, and can be stably driven by the driving head of the piezoelectric element without any other holding mechanism. it can. Accordingly, since there are few portions that come into contact with the moving body, a small driving mechanism that can effectively use the driving force by the piezoelectric element by reducing the frictional force can be configured, and the camera module and the portable terminal equipped with the camera module can be reduced in size. It can be made lightweight.
また、前記一対の駆動ヘッドは、該駆動ヘッドのそれぞれが当接する前記移動体の面に略平行で、前記移動体の中心を通る面に対して対称でない位置に配され、前記移動体押さえバネは、前記一の駆動ヘッドにおける移動体との当接部と同一面における移動体延在方向片側で点接触し、前記他の駆動ヘッドは、前記移動体押さえバネの移動体との点接触部と、前記一の駆動ヘッドの移動体との当接部との間に相当する位置に配されていることで、移動体は、移動体を挟む一対の駆動ヘッドと、移動体押さえバネの3点で保持されることになり、それ以外の保持機構が無くても安定して圧電素子の駆動ヘッドで駆動することができ、さらに摩擦力が小さくなって圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成できる。従って、移動体と接触する部分が少ないから、それだけ摩擦力が小さくなって圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成でき、ひいてはカメラモジュールとカメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。
The pair of drive heads are arranged at positions that are substantially parallel to the surface of the moving body with which each of the drive heads abuts and are not symmetrical with respect to a plane passing through the center of the moving body, Is a point contact portion on one side of the moving body extending direction on the same plane as the contact portion of the one driving head with the moving body, and the other driving head is a point contact portion with the moving body of the moving body pressing spring. Are arranged at positions corresponding to the contact portions of the one drive head with the moving body, so that the moving body includes a pair of driving heads sandwiching the moving body and a moving
さらに、前記駆動ヘッドは前記移動体と線接触するよう構成されていることで、駆動ヘッドと移動体との摩擦面積が多くなり、摺動トルクが大きくなって駆動力のロスが少なくなると共に、停止時の保持力も強くできるようになる。 Furthermore, since the drive head is configured to be in line contact with the moving body, the friction area between the drive head and the moving body increases, the sliding torque increases, and the loss of driving force decreases. The holding force at the time of stop can also be strengthened.
そして、前記移動体は、長手方向が光軸方向に対して略直角となる向きに配置され、前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直交する面に対して傾斜を有するカムスロープと、前記移動体に設けた前記カムスロープへの当接部と、前記レンズ保持体を前記カムスロープと前記移動体が当接する方向に付勢する付勢手段と、をさらに有することで、移動体の当接部がカムスロープに当接すればレンズ保持体が光軸方向に移動するから、簡単な構成でレンズ保持体を光軸方向に移動させることができる。 The moving body is disposed in a direction in which the longitudinal direction is substantially perpendicular to the optical axis direction, is fixed to the lens holding body, and has a cam slope having an inclination with respect to a plane orthogonal to the optical axis direction. The movable body further comprises a contact portion for the cam slope provided in the movable body, and a biasing means for biasing the lens holding body in a direction in which the cam slope and the movable body abut. Since the lens holding body moves in the optical axis direction when the abutting portion comes into contact with the cam slope, the lens holding body can be moved in the optical axis direction with a simple configuration.
また、前記カメラモジュールは、光軸に平行なガイド軸がカメラモジュール筐体の4隅のいずれかに設置され、前記レンズ保持体は該ガイド軸を挿通させるガイド孔を有して前記レンズ保持体の光軸方向移動を行えるようにすることが、本発明の好適な実施形態である。 In the camera module, a guide shaft parallel to the optical axis is installed at one of the four corners of the camera module housing, and the lens holder has a guide hole through which the guide shaft is inserted. It is a preferred embodiment of the present invention to enable movement in the optical axis direction.
以上記載のごとく本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、移動体を駆動ヘッドで挟み、かつ、移動体押さえバネを移動体の移動方向に対して垂直な方向から点接触させることで、移動体は、移動体を挟む一対の駆動ヘッドと移動体押さえバネで保持するように構成することができ、それ以外の保持機構が不要になってそれだけ摩擦力が小さくなり、圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成できる。 As described above, the driving mechanism using the piezoelectric element according to the present invention sandwiches the moving body between the driving heads, and makes the moving body pressing spring point contact from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body. The moving body can be configured to be held by a pair of drive heads sandwiching the moving body and a moving body pressing spring, and the other holding mechanism becomes unnecessary, and the frictional force is reduced accordingly, and the driving force by the piezoelectric element is reduced. It is possible to configure a small drive mechanism that can effectively utilize.
また、駆動ヘッドで移動体を挟むと移動体を移動させる力が安定すると共に強くなり、それだけ強力に移動体を移動させることができる。従って、このように構成した駆動機構で移動体を移動させてレンズ保持体を光軸方向に移動させることで、従来技術のようにローターやレンズ保持部に対して略対称的で光軸に平行に配置した複数のガイド軸等が不要であるから、カメラモジュールとカメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。 Further, when the moving body is sandwiched by the drive head, the force for moving the moving body becomes stable and strong, and the moving body can be moved more strongly. Therefore, by moving the moving body in the optical axis direction by moving the moving body with the driving mechanism configured as described above, the optical axis direction is substantially symmetric with respect to the rotor and the lens holding portion as in the prior art, and parallel to the optical axis. Since a plurality of guide shafts and the like arranged in the above are unnecessary, the camera module and the mobile terminal including the camera module can be configured to be small and light.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対的配置等は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.
図1は、実施例1の実施形態になるカメラモジュール1の(A)が上面図、(B)が右側面図、(C)が正面図、(D)が外観斜視図であり、図2はカメラモジュール1の分解斜視図である。以下、実施形態になるカメラモジュール1の説明を、単焦点の光学レンズ系を有するカメラモジュール1のオートフォーカス機構を例に説明するが、本発明はそれだけに限らず、ズームレンズ等にも応用できることは明らかである。
1A is a top view, FIG. 1B is a right side view, FIG. 1C is a front view, and FIG. 1D is an external perspective view of a
図1においてカメラモジュール1は略長方体形状に形成され、その上面にレンズユニット2のレンズ20を露出させる開口を有したカバー5と、レンズユニット2の光軸方向移動を行うための駆動機構3や、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を配したセンサユニット6を、下部に収容した駆動機構フレーム4とで構成されている。
In FIG. 1, the
図2はカメラモジュール1の分解斜視図であり、構成要素のそれぞれを上から順に説明すると、5はカメラモジュール1の上面を覆うカバー、2はレンズユニットで、ガイド軸41に挿通させるガイド軸穴を有した軸受部21がガイド軸41方向に張り出して設けられ、このレンズユニット2を光軸方向に移動させるため、圧電素子(駆動部材)31、32の設置方向に延在して光軸方向と直交する面に対し、傾斜を有したカムスロープ22などが一体となっている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
3は駆動機構で、一対の圧電素子(駆動部材)31、32と連動レバー(移動体)33、この連動レバー33の当接部330をカムスロープ22方向に押圧するレバー押さえバネ34、圧電素子32を連動レバー33側に押圧する圧電素子片寄せバネ35等で構成されている。このうち、圧電素子31、32、連動レバー(移動体)33は、レンズ20の光軸に直交する方向に延在され、圧電素子31、32のそれぞれ長手方向略中央には駆動ヘッド310、320が設けられて、連動レバー33を挟むようになっている。そして、連動レバー33がその延在方向に移動することで、カムスロープ22方向に突設して設けられた当接部330がカムスロープ22を押し、レンズユニット2を光軸方向に移動させるわけである。
A
また、駆動機構フレーム4には、圧電素子片寄せバネ35、圧電素子32を収容する圧電素子収容部43や、レンズユニット2の光軸方向移動をガイドし、レンズユニット2を連動レバー33の当接部330方向へ押圧するスプリング42が挿通されたガイド軸41が設けられ、また、図上、最下部にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を配したセンサユニット6が嵌め込まれるようになっている。
In addition, the
駆動機構3を構成する圧電素子31、32は、前記特許文献5、特許文献6に示されているように、板状に形成されて厚さ方向に積層され、表層における長手方向略中央に駆動ヘッド310、320が設けられたものを用いるが、図8を用い、この圧電素子の構造概略と、電圧印加により圧電素子がどのような挙動をするかを説明する。
As shown in
図8(A)において120は、板状の圧電素子121、122が積層された圧電素子(駆動部材)で、一表層における長手方向略中央に、例えば半楕円柱形状に形成された駆動ヘッド123が設けられる。124、125は、図示されていない被駆動体に半楕円柱形状駆動ヘッド123を押しつけるための弾性体からなる支持部である。
In FIG. 8A,
そして、この圧電素子120の半楕円柱形状駆動ヘッド123が設けられた側の圧電素子121における、表層の全面にVccを印加し、逆側の圧電素子122の表層の全面をGnd(アース)として、長手方向両端のA、Bに、(F)に示したように位相をπ/2だけずらした進行波を印加してやると、圧電素子120が両端A、Bに印加される電圧によって、(B)に示したようにA=Vcc、B=Vccの場合は半楕円柱形状駆動ヘッド123側が凸に、(C)のようにA=Vcc、B=Gndの場合は図上半楕円柱形状駆動ヘッド123より左側が凸に、右側が凹になり、(D)に示したようにA=Gnd、B=Gndの場合は半楕円柱形状駆動ヘッド123側が凹に、(E)のようにA=Gnd、B=Vccの場合は図上半楕円柱形状駆動ヘッド123より左側が凹に、右側が凸になって、半楕円柱形状駆動ヘッド123の頂点が擬似円運動を行う。なお、ここで言う擬似円運動とは、完全な円形ではないが、楕円や多角形等それに類する軌跡を描く運動のことを言う。
Then, Vcc is applied to the entire surface of the
そのため、半楕円柱形状駆動ヘッド123が押しつけられた図示していない被駆動体は、図上左右いずれかに送られることになる。この場合、図8(F)に示した進行波のずれる方向を逆にすると、擬似円運動の方向が逆になって被駆動体は逆に送られる。なお、半楕円柱形状駆動ヘッド123が被駆動体に対し線接触するような形状・構造とすると、摩擦面積が多くなり、摺動トルクが大きくて駆動力のロスも少なく、停止時の保持力も強くできる駆動機構とすることができる。また、被駆動体における半楕円柱形状駆動ヘッド123が接触する部分の表面粗さを粗くし、摩擦係数を高くしたほうがより大きな効果が望め、さらに印加する進行波は正弦波に限らず、矩形波、三角波などでもよい。
For this reason, a driven body (not shown) to which the semi-elliptical cylinder-shaped
図9は、このように長手方向略中央に駆動ヘッド123を設けた板状圧電素子121、122で構成される駆動部材を2つ用意し、それぞれの駆動部材の駆動ヘッド1231、1232が、移動体126における駆動ヘッド1231、1232の接触面に平行な中心の面に対して対称となるよう、移動体126を挟むように配置した場合の概念図で、それぞれの駆動部材に図8で説明したような位相をπ/2だけずらした進行波を印加することで、移動体126の両側から同期して移動体126を矢印127、或いは矢印128の方向に移動させる力を加えることができ、安定して、強力な駆動部材とすることができる。
In FIG. 9, two drive members composed of the plate-like
以上が実施形態のカメラモジュール1の駆動機構3に用いられる圧電素子の動作原理であるが、次に図3を用い、カメラモジュール1の構成をさらに詳細に説明する。この図3における(A)は、図1におけるA−A’位置の矢示方向から見た断面図、(B)は同じくB−B’位置の矢示方向から見た断面図、(C)はC−C’位置の矢示方向から見た断面図、(D)はD−D’位置の矢示方向から見た断面図である。
The above is the operation principle of the piezoelectric element used in the
まず図3(A)と(C)は、図1におけるA−A’位置とC−C’位置の矢示方向から見た断面図であり、この2つの断面図は、同一断面を両側から見た関係にある。まず図3(A)は、レバー押さえバネ34による連動レバー33の押圧状態と、当接部330のカムスロープ22への当接状態をレンズユニット2から見た状態を示し、図3(C)は、圧電素子31、32側から見た状態を示している。すなわち連動レバー33は、光軸と直交する方向に延在した圧電素子31、32の長手方向に延在され、前記図9で説明したように、圧電素子31、32に配された駆動ヘッド310、320により、連動レバー33における駆動ヘッド310、320の接触面に平行な中心面に対して対称となるような位置で挟まれている。また、レバー押さえバネ34のレバー押さえ突起341は、駆動ヘッド310と連動レバー33との当接部における連動レバー33の延在方向両側の2箇所で点接触して連動レバー33を押圧し、カムスロープ22方向に突設された当接部330がカムスロープ22方向に付勢されている。
First, FIGS. 3A and 3C are cross-sectional views as viewed from the direction indicated by arrows AA ′ and CC ′ in FIG. 1, and these two cross-sectional views show the same cross-section from both sides. There is a relationship that I saw. First, FIG. 3A shows a state in which the interlocking
カムスロープ22は、レンズユニット2に一体に形成され、光軸方向と直交する面に対して傾斜を有し、この場合は一例として、連動レバー33の延在方向、すなわち駆動ヘッド310、320から遠ざかるに従ってセンサユニット6に近づく方向のスロープとされている。そのため、連動レバー33の当接部330が駆動ヘッド310、320に近寄る方向に移動したとき、このスロープ22を押し下げてレンズユニット2をセンサユニット6方向に移動させる。また逆に、駆動ヘッド310、320から遠ざかる方向に移動したときは、スプリング42の押圧力により、レンズユニット2をセンサユニット6から遠ざける方向に移動させる。なお、このカムスロープ22の傾斜は、逆であっても良いことは勿論である。
The
図3(B)は、図1におけるB−B’位置の矢示方向から見た断面図で、図3(A)と同様、レバー押さえバネ34による連動レバー33の押圧状態と、当接部330のカムスロープ22への当接状態を示すと共に、駆動機構フレーム4に設けられた圧電素子収容部43への圧電素子32の収容状態、及びカバー5に設けられた圧電素子収容部52への圧電素子31の収容状態と、さらに、駆動機構フレーム4に設けられてスプリング42によりレンズユニット2を被写体方向に押圧し、軸受部21に嵌合しているガイド軸41との嵌合状態を示している。
FIG. 3B is a cross-sectional view seen from the direction of the arrow at the position BB ′ in FIG. 1, and the pressing state of the interlocking
レバー押さえバネ34は、圧電素子31の光軸側に圧電素子31の延在方向を長手方向として収容され、連動レバー33側に突出させた片にレバー押さえ突起341が設けられて、このレバー押さえ突起341によって連動レバー33をセンサユニット6方向へ押圧している。連動レバー33の当接部330は、連動レバー33からカムスロープ22側に突出し、カムスロープ22に当接しながら移動するようになっている。また、圧電素子片寄せバネ35は、圧電素子収容部43に収容されて、圧電素子32を連動レバー33側に押圧している。
The
このレバー押さえバネ34による連動レバー33のセンサユニット6方向への押圧状態と、圧電素子片寄せバネ35による圧電素子32の連動レバー33側への押圧状態を示したのが図3(D)の断面図である。この図3(D)の断面図は、図1におけるD−D’位置の矢示方向から見た断面図であり、圧電素子31は、カバー5における圧電素子収容部52で長手方向を規制されながら、この圧電素子収容部52に設けられた圧電素子支持突起51で2点支持されて収容されている。また、圧電素子32は、駆動機構フレーム4に設けられた圧電素子収容部43で長手方向を規制され、圧電素子片寄せバネ35に設けられた圧電素子押さえ突起351で2点支持されながら連動レバー33側へ押圧されている。
FIG. 3D shows a pressing state of the interlocking
そして連動レバー33は、前記したように圧電素子31、32に配された駆動ヘッド310、320により、連動レバー33における駆動ヘッド310、320の接触面に平行な中心面に対して対称となるような位置で挟まれている。
The interlocking
そのためこの図3(A)〜(D)の断面図から明らかなように、連動レバー33は、駆動ヘッド310、320に挟まれてその当接部330がスロープ22に当接していることと、レバー押さえバネ34のレバー押さえ突起341によって2箇所を押圧されていることで合計5点で支持されているため、連動レバー33を保持する軸受に類した構造を特に要しない。また連動レバー33は、長手方向への移動に際して摺擦する部分が線接触する駆動ヘッド310、320と、レバー押さえバネ34における2箇所のレバー押さえ突起341、スロープ22に当接している当接部330のみとなり、それぞれの接触面積は非常に小さいから、小さな力で動くことができるようになっている。
Therefore, as is apparent from the cross-sectional views of FIGS. 3A to 3D, the interlocking
この駆動機構3とレンズユニット2のみを取り出し、さらに分かり易く示したのが図4である。この図4は、図1に示した実施例1の実施形態になるカメラモジュール1におけるレンズユニット2と、その光軸方向移動機構3のみを示した図で、(A)はレンズユニット2に設けられたカムスロープ22と連動レバー33の関係を示した上面図、(B)が(A)の状態に連動レバー33を押さえるレバー押さえバネ34と圧電素子31を加えた上面図、(C)は(B)に示した状態の正面図である。
FIG. 4 shows only the
図4(A)に示したように、レンズユニット2には、その一部に軸受部21と、前記したように光軸方向と直交する面に対して傾斜した、連動レバー33の延在方向、すなわち駆動ヘッド310、320から遠ざかるに従ってセンサユニット6に近づく方向のカムスロープ22とが一体に形成されている。そして連動レバー33は、斜線で示した310の位置に圧電素子31の駆動ヘッド310が、341の位置にレバー押さえバネ34のレバー押さえ突起341が当接している。
As shown in FIG. 4A, the
図4(B)は(A)の状態に連動レバー33を押さえるレバー押さえバネ34と圧電素子31とを加えた上面図であり、レバー押さえバネ34は、圧電素子31のレンズユニット2側に設けられ、レバー押さえ突起341が当接して連動レバー33を駆動ヘッド320方向に押圧している。そして図4(C)は(B)に示した状態の正面図であり、以上説明した構成に加え、圧電素子32が、圧電素子片寄せバネ35の圧電素子押さえ突起351によって連動レバー33側に押圧されている状態を示している。
4B is a top view in which a
このように構成した実施形態のカメラモジュール1における、圧電素子を用いた駆動機構3により、レンズユニット2が光軸方向に移動する様子を示したのが図5(A)、(B)である。まず図5(A)は、連動レバー33の当接部330が最も駆動ヘッド310、320側に寄った状態で、前記図3(A)、(B)、(C)から明らかなように、連動レバー33の当接部330が、ガイド軸41に設けられたスプリング42の弾性力に抗してカムスロープ22における最も駆動ヘッド310、320側となり、このカムスロープ22に一体化されたレンズユニット2が、最もセンサユニット6側に押された状態となっている。
FIGS. 5A and 5B show how the
そしてこの状態から圧電素子31、32が駆動され、駆動ヘッド310、320が前記図8、図9で説明したように擬似円運動を行うことで連動レバー33が延在方向に移動し、連動レバー33の当接部330が駆動ヘッド310、320から最も離れた状態となったのが図5(B)である。この状態では、前記図3(A)、(C)から明らかなように連動レバー33の当接部330は、カムスロープ22における駆動ヘッド310、320から最も遠い位置となり、ガイド軸41に設けられたスプリング42の弾性力によってこのカムスロープ22に一体化されたレンズユニット2が、センサユニット6から最も離れた位置となる。
Then, the
このように、圧電素子31、32を駆動することでレンズユニット2が光軸方向に移動し、小型で簡単な構成で、例えばオートフォーカスやズーミングに伴うレンズユニット2の移動を行うことが可能となる。
In this way, by driving the
以上が実施形態のカメラモジュール1の実施例1であるが、この実施例1のカメラモジュール1では、前記図3(A)〜(D)の断面図とその説明から明らかなように、連動レバー33は、駆動ヘッド310、320に挟まれてその当接部330がスロープ22に当接していることと、レバー押さえバネ34のレバー押さえ突起341によって2箇所を押圧されていることで合計5点で支持されている。そのため、連動レバー33を保持する軸受に類した構造を特に要せず、連動レバー33の長手方向への移動に際して摺擦する部分は、線接触する駆動ヘッド310、320と、レバー押さえバネ34における2箇所のレバー押さえ突起341、スロープ22に当接している当接部330のみとなり、それぞれの接触面積は非常に小さいから、小さな力で動くことができるようになっている。
The above is the first example of the
しかし、圧電素子31、32の駆動ヘッド310、320の擬似円運動により連動レバー33を延在方向に移動させるに際しては、摩擦する部位をなるべく少なくした方が駆動ヘッド310、320による駆動力は小さくて済む。その点を考慮して構成したのが図6、図7に示した実施例2のカメラモジュールである。
However, when the interlocking
図6は、実施例2の実施形態になるカメラモジュールにおけるレンズユニット2とその光軸方向移動機構の斜視図であり、図7はレンズユニット2とその光軸方向移動機構の、(A)が上面図、(B)が正面図、(C)が(A)におけるがE−E’位置の矢示方向から見た断面図である。前記したように以下の説明では、実施形態になるカメラモジュールの説明を、単焦点の光学レンズ系を有するカメラモジュール2のオートフォーカス機構を例に説明するが、本発明はそれだけに限らず、ズームレンズ等にも応用できることは明らかである。
6 is a perspective view of the
図中、71、72は実施例1と同様な圧電素子であり、その延在方向も実施例1と同じで、延在方向略中央に、駆動ヘッド710、720が設けられている。また、74は連動レバー33を押さえるためのレバー押さえバネであり、実施例1の場合と同様圧電素子71、72のレンズユニット2側に設けられているが、連動レバー33を押さえるためのレバー押さえ突起741は、前記実施例1の場合と異なり、連動レバー33の当接部330側のみに張り出した片に設けられている。それ以外の構成要素は前記した実施例1のカメラモジュール1と同様である。
In the figure,
この実施例2のカメラモジュールでは、上記したように、圧電素子31、32の駆動ヘッド310、320の擬似円運動により、連動レバー33を延在方向に移動させるに際して摩擦する部位を実施例1よりも少なくするようにしたもので、図6から明らかなように、圧電素子71、72における駆動ヘッド710、720の連動レバー33への接触位置を、前記図3で説明した場合と異なり、連動レバー33における駆動ヘッド710、720の接触面に平行な中心面に対して対称とせず、連動レバー33の延在方向にずらせ、レバー押さえ突起741と、駆動ヘッド710との間に相当する位置に駆動ヘッド720が来るように設けたものである。
In the camera module according to the second embodiment, as described above, the portion that rubs when moving the interlocking
すなわち連動レバー33は、前記実施例1では図3で説明したように、駆動ヘッド310、320に挟まれ、当接部330がスロープ22に当接すると共に、レバー押さえバネ34のレバー押さえ突起341によって2箇所を押圧されて支持されている。これは、連動レバー33における駆動ヘッド310、320が、その連動レバー33への接触面に平行な中心面に対して対称な位置で接触しているため、駆動ヘッド310、320は、連動レバー33の当接部330のカムスロープ22方向への押圧力を有しておらず、スプリング42によってスロープ22が当接部330を押し上げ、連動レバー33が傾いで負荷が生じるのを防ぐため、この押圧力をレバー押さえバネ34の2箇所に設けたレバー押さえ突起341で得ているのである。
That is, the interlocking
それに対して図6、図7に示した実施例2では、圧電素子71、72における駆動ヘッド710、720の連動レバー33への接触位置を、前記図3で説明した場合と異なり、連動レバー33における駆動ヘッド710、720の接触面に平行な中心面に対して対称とせず、連動レバー33の延在方向にずらせて設けてあるため、駆動ヘッド710、720が連動レバー33を支える支点とすることができる。従って、この実施例2では、レバー押さえバネ74に設けられたレバー押さえ突起741は、当接部330が常時カムスロープ22に当接するためにだけ、1点でのみ連動レバー33を押圧するようになっている。
In contrast to this, in the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the contact position of the drive heads 710 and 720 on the
従って、連動レバー33は、駆動ヘッド710、720、レバー押さえ突起741、スロープ22に当接している当接部330の4点で支えられ、実施例1の場合と同様、連動レバー33を保持する軸受に類した構造を必要とせず、実施例1よりも少ない4点で支持されていることで、その分接触面積が小さくなり、さらに小さな力で動くことができるようになっている。
Accordingly, the interlocking
それをさらに詳細に説明すると、図6、図7に示したように、圧電素子71はその駆動ヘッド710が、圧電素子72の駆動ヘッド720の位置に対して当接部330とは逆方向にずれるよう設置され(図6、図7(B)参照)、レバー押さえバネ74は、圧電素子71のレンズユニット2側に配されて、レバー押さえ突起741で連動レバー33の当接部330方向のみを押圧している。但し、圧電素子片寄せバネ35は、実施例1と同様2箇所に設けられた圧電素子押さえ突起351で、圧電素子72を連動レバー33方向に押圧している。
More specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the
これら駆動機構の配置状態を示したのが図7(A)の上面図であり、レンズユニット2は実施例1の場合と同様、軸受部21がガイド軸41方向に張り出して、カムスロープ22が設けられている。そしてレバー押さえバネ74は、圧電素子71とレンズユニット2との間に設けられている。
FIG. 7A is a top view showing the arrangement of these drive mechanisms. As in the case of the first embodiment, the
図7(B)は(A)の正面図であり、駆動ヘッド710、720を有した圧電素子71、72の配置状態と、レバー押さえバネ74、レバー押さえ突起741、圧電素子片寄せバネ35、圧電素子押さえ突起351などの状態を示している。また図7(C)は、図7(A)におけるがE−E’位置の矢示方向から見た断面図で、さらにレバー押さえバネ74のレバー押さえ突起741による連動レバー33の押圧状態を示している。
FIG. 7B is a front view of FIG. 7A, showing the arrangement of the
図10は、以上説明してきたカメラモジュールを組み込んだ携帯端末の一例としての携帯電話機100を示した図である。この図10において(A)は表示部101を閉じてカメラモジュール1または6のレンズ部103が判る状態を示し、(B)は表示部101を開いて操作部110に設けられた操作釦111を操作できる状態を示している。
FIG. 10 is a diagram showing a
図中102は、操作部110に設けられた操作釦111が操作できる(B)の状態のとき、種々の情報を表示する第1の表示装置であり、104は(A)のように操作釦111が操作できない状態のとき、メール着信などを知らせる第2の表示装置で、112は表示部101と操作部110を開閉するためのヒンジ機構である。このうち、表示部101と操作部110はそれぞれケース体を構成する。
In the figure,
表示部101には、103で示した位置に、以上説明してきたカメラモジュールのレンズユニット2を露出させる穴が設けられ、カメラモジュールの本体はその中に収容されている。そして、操作部110の所定の操作釦111を操作すると、カメラモジュールによって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、第1の表示装置102上に表示される。なお、図示はしないが、操作部110にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、表示部101の厚さ寸法は、略カメラモジュール1の高さに規制されている。
The
以上種々述べてきたように本実施形態によれば、レンズ光軸方向に駆動する駆動機構を小型に、安価に構成でき、小型で軽量に構成できるカメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the driving mechanism that drives in the lens optical axis direction can be configured to be small and inexpensive, and the camera module that can be configured to be small and lightweight, and the portable terminal including the camera module are provided. Can be provided.
1 カメラモジュール
2 レンズユニット
20 レンズ
21 軸受部
22 カムスロープ
3 駆動機構
31、32 圧電素子
310、320 駆動ヘッド
33 連動レバー
330 当接部
34 レバー押さえバネ
341 レバー押さえ突起
35 圧電素子片寄せバネ
351 圧電素子押さえ突起
4 駆動機構フレーム
41 ガイド軸
42 スプリング
43 圧電素子収容部
5 カバー
51 圧電素子支持突起
52 圧電素子収容部
6 センサユニット
71、72 圧電素子
710、720 駆動ヘッド
74 レバー押さえバネ
741 レバー押さえ突起
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて移動する移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させることを特徴とする圧電素子を用いた駆動機構。 A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and moves by receiving a driving force;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
A driving mechanism using a piezoelectric element, characterized in that the driving member moves the moving body in the longitudinal direction by the driving head that performs pseudo-circular movement with the longitudinal direction of the moving body as a tangent by the driving member.
前記移動体押さえバネは、前記駆動ヘッドと移動体との当接部における移動体延在方向両側で点接触していることを特徴とする請求項1に記載した圧電素子を用いた駆動機構。 The pair of drive heads is disposed at a position that is substantially parallel to a surface of the moving body with which each of the drive heads abuts and is substantially symmetric with respect to a surface passing through the center of the moving body,
2. The drive mechanism using a piezoelectric element according to claim 1, wherein the moving body pressing spring is in point contact on both sides of the moving body extending direction at a contact portion between the driving head and the moving body.
前記移動体押さえバネは、前記一の駆動ヘッドにおける移動体との当接部と同一面における移動体延在方向片側で点接触し、前記他の駆動ヘッドは、前記移動体押さえバネの移動体との点接触部と、前記一の駆動ヘッドの移動体との当接部との間に相当する位置に配されていることを特徴とする請求項1に記載した圧電素子を用いた駆動機構。 The pair of driving heads are arranged at positions that are substantially parallel to the surface of the moving body with which each of the driving heads abuts and are not symmetrical with respect to a surface passing through the center of the moving body,
The movable body pressing spring is in point contact with one side of the moving body extending direction on the same plane as the contact portion of the one driving head with the moving body, and the other driving head is a moving body of the movable body pressing spring. The drive mechanism using the piezoelectric element according to claim 1, wherein the drive mechanism is disposed at a position corresponding to a point contact portion between the first drive head and the moving portion of the one drive head. .
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて前記レンズ保持体を光軸方向に移動させる移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させ、前記レンズ保持体を光軸方向に移動させることを特徴とするカメラモジュール。 At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and receives the driving force to move the lens holding body in the optical axis direction;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
A camera module, wherein the moving member is moved in the longitudinal direction by the driving head that performs a pseudo circular motion with the longitudinal direction of the moving body as a tangent by the driving member, and the lens holder is moved in the optical axis direction. .
前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直交する面に対して傾斜を有するカムスロープと、
前記移動体に設けた前記カムスロープへの当接部と、
前記レンズ保持体を前記カムスロープと前記移動体が当接する方向に付勢する付勢手段と、
をさらに有したことを特徴とする請求項5に記載したカメラモジュール。 The moving body is arranged in a direction in which the longitudinal direction is substantially perpendicular to the optical axis direction,
A cam slope fixed to the lens holder and having an inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis direction;
An abutting portion to the cam slope provided on the movable body;
Biasing means for biasing the lens holding body in a direction in which the cam slope and the moving body abut;
The camera module according to claim 5, further comprising:
前記移動体押さえバネは、前記駆動ヘッドと移動体との当接部における移動体延在方向両側で点接触していることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載したカメラモジュール。 The pair of drive heads is disposed at a position that is substantially parallel to a surface of the moving body with which each of the drive heads abuts and is substantially symmetric with respect to a surface passing through the center of the moving body,
9. The camera module according to claim 5, wherein the moving body pressing spring is in point contact at both sides of the moving body extending direction at a contact portion between the driving head and the moving body.
前記移動体押さえバネは、前記一の駆動ヘッドにおける移動体との当接部と同一面における移動体延在方向片側で点接触し、前記他の駆動ヘッドは、前記移動体押さえバネの移動体との点接触部と、前記一の駆動ヘッドの移動体との当接部との間に相当する位置に配されていることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載したカメラモジュール。 The pair of driving heads are arranged at positions that are substantially parallel to the surface of the moving body with which each of the driving heads abuts and are not symmetrical with respect to a surface passing through the center of the moving body,
The movable body pressing spring is in point contact with one side of the moving body extending direction on the same plane as the contact portion of the one driving head with the moving body, and the other driving head is a moving body of the movable body pressing spring. 9. The camera module according to claim 5, wherein the camera module is disposed at a position corresponding to a point contact portion between the first drive head and the moving portion of the one drive head. .
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
該駆動ヘッドに当接し、駆動力を受けて前記レンズ保持体を光軸方向に移動させる移動体と、
該移動体の移動方向に対して垂直な方向から該移動体に点接触して付勢する移動体押さえバネと、からなり、
前記移動体は、一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、
前記移動体押さえバネは、前記移動体を前記一対の駆動ヘッドの何れか一方に押圧する方向に付勢し、
前記駆動部材により前記移動体の長手方向を接線とする擬似円運動する前記駆動ヘッドにより前記移動体を長手方向に移動させ、前記レンズ保持体を光軸方向に移動させるカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする携帯端末。 At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A moving body that contacts the driving head and receives the driving force to move the lens holding body in the optical axis direction;
A moving body pressing spring that urges the moving body in a point-contact manner from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body,
The movable body is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extends in the longitudinal direction of the drive members,
The moving body pressing spring urges the moving body in a direction of pressing either of the pair of drive heads,
A camera module that moves the moving body in the longitudinal direction by the drive head that performs pseudo-circular movement with the longitudinal direction of the moving body as a tangent by the driving member, and moves the lens holding body in the optical axis direction;
A case body to which the camera module is mounted;
A portable terminal comprising an operation unit provided on the case body and operating the camera module.
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-
2006
- 2006-12-27 JP JP2006353490A patent/JP2008164870A/en active Pending
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