JP2011191562A - 駆動モジュール及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】被駆動体の傾きを高精度に検出可能な駆動モジュール及び電子機器を提供する。
【解決手段】モジュール下板8及び中間部材80には、駆動ユニット31を下方から見て下板バネ7の内周部分を露出させる複数の切欠き部90,91が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図9
【解決手段】モジュール下板8及び中間部材80には、駆動ユニット31を下方から見て下板バネ7の内周部分を露出させる複数の切欠き部90,91が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図9
Description
本発明は、例えば光学系を駆動して焦点位置調整を行ったり、可動部材を駆動するアクチュエータとして用いたりするのに好適となる、駆動モジュール及び電子機器に関するものである。
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、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。
図12は、従来の駆動モジュールの説明図であって、図4のB−B線に相当する部分における断面図である。
図12に示すように、従来の駆動モジュールは、レンズユニット(不図示)を保持する筒状のレンズ枠(被駆動体)200と、レンズ枠200を内側に収容する筒状のモジュール枠(支持体)201と、レンズ枠200及びモジュール枠201の−Z方向の端面に接続され、モジュール枠201に対してレンズ枠200をZ方向に沿って移動可能に弾性保持する下板バネ202とを有している。また駆動モジュールは、レンズ枠200をZ方向に移動させる駆動手段(不図示)を備えている。さらに駆動モジュールは、レンズ枠200及び下板バネ202の−Z方向への移動を規制するモジュール下板204(規制部材)を備えている。なお、下板バネ202は金属材料で構成され、レンズ枠200や、モジュール下板204等は樹脂材料で構成されているものが一般的である。
図12に示すように、従来の駆動モジュールは、レンズユニット(不図示)を保持する筒状のレンズ枠(被駆動体)200と、レンズ枠200を内側に収容する筒状のモジュール枠(支持体)201と、レンズ枠200及びモジュール枠201の−Z方向の端面に接続され、モジュール枠201に対してレンズ枠200をZ方向に沿って移動可能に弾性保持する下板バネ202とを有している。また駆動モジュールは、レンズ枠200をZ方向に移動させる駆動手段(不図示)を備えている。さらに駆動モジュールは、レンズ枠200及び下板バネ202の−Z方向への移動を規制するモジュール下板204(規制部材)を備えている。なお、下板バネ202は金属材料で構成され、レンズ枠200や、モジュール下板204等は樹脂材料で構成されているものが一般的である。
上述した駆動モジュールでは、レンズ枠200(レンズユニット)の光軸K’が、モジュール枠201やモジュール下板204の軸線M’に対して傾いて設置されると(図12中符号200’)、撮像画像の片側のピントが合わない、いわゆる方ボケ等の不都合が生じる可能性がある。これを防止するために、駆動モジュールの製造段階や、駆動モジュールにレンズユニットが組み付けられた後の段階において、レンズ枠200の傾きを測定し、この傾きが規格に収まっているか否かを検査している。
レンズ枠200の傾きを測定するための方法としては、光源から出射されるレーザー光をコリメートレンズによって平行光にして測定対象物に照射し、測定対象物から正反射される反射光を受光素子で受光することで、受光素子における結像位置に基づいて測定対象物の傾きを検出する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
また、レンズからの出射光を撮像素子上に結合させ、撮像素子上に結像した画像の強度や分布からレンズ光軸の傾斜角度を検出する方法もある(例えば、特許文献2,3参照)。
また、レンズからの出射光を撮像素子上に結合させ、撮像素子上に結像した画像の強度や分布からレンズ光軸の傾斜角度を検出する方法もある(例えば、特許文献2,3参照)。
ここで、特許文献1の方法を用いて駆動モジュール(レンズ枠200)の傾きを測定するためには、モジュール下板204からのレンズ枠200の露出部分(例えば、内周縁部)にレーザー光L’を照射することが考えられる。しかしながら、上述したようにレンズ枠200は例えば黒色等の樹脂材料からなるため、レーザー光L’の反射率が低い。そのため、受光素子で受光できる反射光の光量が不足し、測定精度が低いという問題がある。
これに対して、傾き測定用に反射率の高い擬似レンズ(不図示)をレンズ枠200に組み込み、擬似レンズからの反射光に基づいて傾きを検出する方法も考えられる。しかしながら、この方法では擬似レンズのレンズ枠200への着脱作業が必要となり、この着脱作業時にレンズ枠200や擬似レンズから発生する削りカスが、レンズ枠200の内面等に付着する虞がある。この状態でその後の組付作業が行われると、組付後に削りカスがレンズユニット等に付着して電子機器のカメラによる撮影画像の品質を低下させたり、駆動モジュールの円滑な動作を妨げたりする原因となる。
これに対して、傾き測定用に反射率の高い擬似レンズ(不図示)をレンズ枠200に組み込み、擬似レンズからの反射光に基づいて傾きを検出する方法も考えられる。しかしながら、この方法では擬似レンズのレンズ枠200への着脱作業が必要となり、この着脱作業時にレンズ枠200や擬似レンズから発生する削りカスが、レンズ枠200の内面等に付着する虞がある。この状態でその後の組付作業が行われると、組付後に削りカスがレンズユニット等に付着して電子機器のカメラによる撮影画像の品質を低下させたり、駆動モジュールの円滑な動作を妨げたりする原因となる。
一方、特許文献2,3の方法では、レンズユニットの組付後にレンズ光軸の傾斜角度を検出している。そのため、レンズ光軸の傾斜角度が規格外の不良品であった場合には、レンズユニットを取り外す作業が必要になり、製造効率が低下する。また、不良品をレンズユニットごと廃棄する場合には、不良品コストが増加するという問題がある。
さらに、上述した擬似レンズやレンズユニットを用いて測定された傾きは、レンズ枠200に対する擬似レンズやレンズユニット自体の傾きも含まれるため、傾きの原因が擬似レンズやレンズユニットの傾きであるか、レンズ枠200の傾きであるかを判断し難く、信頼性が低いという問題がある。
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、被駆動体の傾きを高精度に検出可能な駆動モジュール及び電子機器の提供を目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る駆動モジュールは、第1方向に移動可能な被駆動体と、前記被駆動体を内側に収容する筒状の支持体と、前記被駆動体及び前記支持体の前記第1方向の端面に接続された接続部材と、前記接続部材を挟んで前記被駆動体の反対側に配置され、前記被駆動体の前記第1方向に沿った移動を規制する規制部材と、を有する駆動モジュールであって、前記規制部材には、前記規制部材の前記第1方向側から見て前記被駆動体、若しくは前記接続部材を露出させる孔部が形成されていることを特徴としている。
本発明に係る駆動モジュールは、第1方向に移動可能な被駆動体と、前記被駆動体を内側に収容する筒状の支持体と、前記被駆動体及び前記支持体の前記第1方向の端面に接続された接続部材と、前記接続部材を挟んで前記被駆動体の反対側に配置され、前記被駆動体の前記第1方向に沿った移動を規制する規制部材と、を有する駆動モジュールであって、前記規制部材には、前記規制部材の前記第1方向側から見て前記被駆動体、若しくは前記接続部材を露出させる孔部が形成されていることを特徴としている。
このように構成することで、例えば三角測量方式のレーザー変位計等を用いて被駆動体の傾きを測定する際に、被駆動体、若しくは接続部材における孔部からの露出面を、被駆動体(接続部材)の位置の測定面とすることができる。この場合、被駆動体(接続部材)の位置に基づいて被駆動体の傾きを高精度に検出できるので、良品と不良品とを正確に判断できる。よって、方ボケ等の可能性が少ない高品質な駆動モジュールを提供できる。
しかも、上述したレーザー光の正反射を用いて測定する方法ように、被駆動体に擬似レンズ等を着脱することなく傾き等を測定できるので、削りカスの発生を抑制できる。さらに、レンズユニットを被駆動体に組み付ける前に不良品であるか否かを早期に判断できるので、製造効率の低下を抑制できるとともに、不良品をレンズユニットごと廃棄することがないので、不良品コストを削減できる。また、測定された傾きは擬似レンズやレンズユニット自体の傾きを含まないので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
しかも、上述したレーザー光の正反射を用いて測定する方法ように、被駆動体に擬似レンズ等を着脱することなく傾き等を測定できるので、削りカスの発生を抑制できる。さらに、レンズユニットを被駆動体に組み付ける前に不良品であるか否かを早期に判断できるので、製造効率の低下を抑制できるとともに、不良品をレンズユニットごと廃棄することがないので、不良品コストを削減できる。また、測定された傾きは擬似レンズやレンズユニット自体の傾きを含まないので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
また、前記孔部は、前記規制部材に3ヶ所以上形成されていることを特徴としている。
このように構成することで、各露出面の位置を測定する場合に、各露出面の位置に基づいて接続部材の面全体の傾きを測定できるので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
このように構成することで、各露出面の位置を測定する場合に、各露出面の位置に基づいて接続部材の面全体の傾きを測定できるので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
また、前記被駆動体の外壁面から外側に向けて突出する突起部と、両端部が前記支持体に固定されるとともに、中間部が前記突起部に係止され、通電時の発熱により伸縮することで、前記被駆動体を前記第1方向に沿って移動させる形状記憶合金ワイヤとを有し、前記孔部は、前記突起部及び前記第1方向を含む平面と、前記規制部材との交線上に配置されていることを特徴としている。
本発明の構成のように、一本の形状記憶合金ワイヤで被駆動体を駆動させる構造では、構造が簡単で制御も簡単になるが、被駆動体は片持ち支持となる。この場合、形状記憶合金ワイヤの弾性係数等にもよるが、一般的には吊り上げ側(突起部側)と、その反対側との間で傾きが大きくなり易い。
そこで、突起部及び第1方向を含む平面と、規制部材との交線上に孔部を形成することで、接続部材(被駆動体)における傾きの最大値を検出できる。これにより、接続部材(被駆動体)の傾きが規格内に収まっているか否かを正確に判断できるので、より高品質な製品を提供できる。
本発明の構成のように、一本の形状記憶合金ワイヤで被駆動体を駆動させる構造では、構造が簡単で制御も簡単になるが、被駆動体は片持ち支持となる。この場合、形状記憶合金ワイヤの弾性係数等にもよるが、一般的には吊り上げ側(突起部側)と、その反対側との間で傾きが大きくなり易い。
そこで、突起部及び第1方向を含む平面と、規制部材との交線上に孔部を形成することで、接続部材(被駆動体)における傾きの最大値を検出できる。これにより、接続部材(被駆動体)の傾きが規格内に収まっているか否かを正確に判断できるので、より高品質な製品を提供できる。
また、前記規制部材には、前記第1方向に沿って貫通する中央孔が形成され、前記孔部は、前記中央孔の周囲の一部を切り欠いて形成されていることを特徴としている。
例えば三角測量方式のレーザー変位計等により被駆動体、若しくは接続部材の位置等を測定する際に、露出面から拡散反射される反射光が孔部を囲む周壁によって遮光される可能性がある。
これに対して、本発明の構成によれば、露出面から反射される反射光が、孔部の開放部分を通過することで、レーザー変位計によって受光できる反射光の光量が増加するので、被駆動体の傾き測定をより高精度に行うことができる。
例えば三角測量方式のレーザー変位計等により被駆動体、若しくは接続部材の位置等を測定する際に、露出面から拡散反射される反射光が孔部を囲む周壁によって遮光される可能性がある。
これに対して、本発明の構成によれば、露出面から反射される反射光が、孔部の開放部分を通過することで、レーザー変位計によって受光できる反射光の光量が増加するので、被駆動体の傾き測定をより高精度に行うことができる。
また、本発明の電子機器は、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している。
このように構成することで、被駆動体の傾きが少ない高品質な駆動モジュールを備えているため、高品質な機能を有する電子機器を提供することができる。
このように構成することで、被駆動体の傾きが少ない高品質な駆動モジュールを備えているため、高品質な機能を有する電子機器を提供することができる。
本発明に係る駆動モジュールによれば、被駆動体の傾きを高精度に検出できるので、良品と不良品とを正確に判断できる。よって、方ボケ等の可能性が少ない高品質な駆動モジュールを提供できる。
また、本発明に係る電子機器によれば、高品質な駆動モジュールを備えているため、高品質な機能を有する電子機器を提供することができる。
また、本発明に係る電子機器によれば、高品質な駆動モジュールを備えているため、高品質な機能を有する電子機器を提供することができる。
(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、図面に基づいて説明する。本実施形態では、カメラにおける撮像レンズユニットの駆動モジュールを例にして説明する。また、レンズユニット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。なお以下の各図では、レンズユニットの軸方向をZ方向と呼び、半径方向をR方向と呼ぶ場合がある。
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、図面に基づいて説明する。本実施形態では、カメラにおける撮像レンズユニットの駆動モジュールを例にして説明する。また、レンズユニット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。なお以下の各図では、レンズユニットの軸方向をZ方向と呼び、半径方向をR方向と呼ぶ場合がある。
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。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。
この駆動モジュール1は、組み立て完成後、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て電子機器等に取り付けられるものであり、基板上に固定されるアダプタ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。
この駆動モジュール1は、組み立て完成後、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て電子機器等に取り付けられるものであり、基板上に固定されるアダプタ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。
カバー11は、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(図3参照)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、レンズユニット12(図5参照)を出し入れ可能な大きさとされている。
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。
駆動ユニット31は、レンズユニットを保持する筒状のレンズ枠(被駆動体)4と、レンズ枠4を内側に収容する筒状のモジュール枠(支持体)5と、モジュール枠5に対してレンズ枠4をZ方向に沿って移動可能に弾性保持するため、レンズ枠4及びモジュール枠5の+Z方向の端面に接続された上板バネ6及びZ方向の端面に接続された下板バネ(接続部材)7とを備えている。
駆動ユニット31は、レンズユニットを保持する筒状のレンズ枠(被駆動体)4と、レンズ枠4を内側に収容する筒状のモジュール枠(支持体)5と、モジュール枠5に対してレンズ枠4をZ方向に沿って移動可能に弾性保持するため、レンズ枠4及びモジュール枠5の+Z方向の端面に接続された上板バネ6及びZ方向の端面に接続された下板バネ(接続部材)7とを備えている。
図2に戻り、駆動ユニット31は、レンズ枠4をZ方向に移動させる駆動手段を備えている。駆動手段として、レンズ枠4を−Z方向に付勢するコイルばね38と、コイルばね38の付勢力に抗してレンズ枠4を+Z方向に移動させるアクチュエータとを備えている。アクチュエータとして、形状記憶合金(Shape Memory Alloy、以下、SMAと略称する)ワイヤ10と、SMAワイヤ10をモジュール枠5に固定するワイヤ保持部材15A,15Bと、ワイヤ保持部材15A,15Bを介してSMAワイヤ10に給電する給電部材9(図3参照)とを備えている。なお給電部材9の端子部9Cは、図2及び図4では駆動ユニット31の背面側に隠れている。
さらに駆動モジュール1は、レンズ枠4及び下板バネ7の−Z方向への移動を規制するモジュール下板8(規制部材)を備えている。
さらに駆動モジュール1は、レンズ枠4及び下板バネ7の−Z方向への移動を規制するモジュール下板8(規制部材)を備えている。
図3〜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、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。
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またはZ方向と称し、軸線Mを中心とする円の径方向を単に径方向またはR方向と称し、軸線Mを中心とする円の周方向を単に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。
次に、各構成品について詳細に説明する。
(レンズ枠)
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、上述した雌ねじに螺合する雄ネジが外周部に形成された鏡筒と、鏡筒の内側に保持された適宜のレンズ又はレンズ群と、を有するレンズユニット12が固定されている。
(レンズ枠)
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、上述した雌ねじに螺合する雄ネジが外周部に形成された鏡筒と、鏡筒の内側に保持された適宜のレンズ又はレンズ群と、を有するレンズユニット12が固定されている。
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。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)や液晶ポリマー(LCP)樹脂等により一体成形されている。
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。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。
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。このガイド突起4Dは、隣接する突出部4C間に設けられている。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(+Z方向)に持ち上げて移動させるためのものである。
(モジュール枠)
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ともに、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。なお、モジュール枠5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。
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ともに、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。なお、モジュール枠5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。
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。
また、モジュール枠5の下端面5bには下方に向けて位置決めピン14Fが2本形成されている。位置決めピン14Fは、下板バネ7、中間部材80、モジュール下板8及び給電部材9の位置決め孔と嵌合して、これらを位置決めするものである。
また、モジュール枠5の下端面5bには下方に向けて位置決めピン14Fが2本形成されている。位置決めピン14Fは、下板バネ7、中間部材80、モジュール下板8及び給電部材9の位置決め孔と嵌合して、これらを位置決めするものである。
また、モジュール枠5の一隅の下部には切欠き5Bが形成されている。この切欠き5Bの平面視における溝幅は、レンズ枠4のガイド突起4Dが軸線M方向に移動可能に嵌合しうる大きさに形成されている。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ともに、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。
(駆動手段)
図4に示すように、モジュール枠5の切欠き5Bに隣接する2つの側面には、ワイヤ保持部材15(15A、15B)が固定されている。具体的に説明すると、モジュール枠5の側面には、基準ピン34(34A,34B)及び回り止めピン35(35A,35B)が並んで形成されている。基準ピン34は、正面視において円形状に形成されている。回り止めピン35は、正面視において上方及び下方が略円弧状に形成され、左方及び右方が略直線状に形成されている。
ワイヤ保持部材15は、導電性を有する金属板等で形成されている。ワイヤ保持部材15には、モジュール枠5の基準ピン34と嵌合する基準孔36(36A,36B)及び回り止めピン35と嵌合する回り止め孔37(37A,37B)が形成されている。基準孔36は正面視で円形状に形成され、回り止め孔37は略四角形状に形成されている。
図4に示すように、モジュール枠5の切欠き5Bに隣接する2つの側面には、ワイヤ保持部材15(15A、15B)が固定されている。具体的に説明すると、モジュール枠5の側面には、基準ピン34(34A,34B)及び回り止めピン35(35A,35B)が並んで形成されている。基準ピン34は、正面視において円形状に形成されている。回り止めピン35は、正面視において上方及び下方が略円弧状に形成され、左方及び右方が略直線状に形成されている。
ワイヤ保持部材15は、導電性を有する金属板等で形成されている。ワイヤ保持部材15には、モジュール枠5の基準ピン34と嵌合する基準孔36(36A,36B)及び回り止めピン35と嵌合する回り止め孔37(37A,37B)が形成されている。基準孔36は正面視で円形状に形成され、回り止め孔37は略四角形状に形成されている。
そして、基準孔36を基準ピン34に嵌合すれば、モジュール枠5に対してワイヤ保持部材15を基準ピン34の径方向に位置決めすることができる。さらに、回り止め孔37を回り止めピン35に嵌合すれば、回り止めピン35の上端部及び下端部が回り止め孔37の上辺及び下辺に点接触する。これにより、ワイヤ保持部材15を基準ピン34の周方向に位置決めすることができる。したがって、モジュール枠5に対してワイヤ保持部材15を各方向に精度良く位置決めすることができる。なお、回り止めピン35の左右方向は直線状に切り取られているため、基準ピン34と回り止めピン35との距離または基準孔36と回り止め孔37との距離がばらついた場合でも、回り止め孔37を回り止めピン35に嵌合させることができる。
なお、基準孔36及び回り止め孔37を基準ピン34及び回り止めピン35にそれぞれ嵌合させた後に、基準孔36及び回り止め孔37の頭部を熱カシメして、それぞれの頭部の外形を基準孔36及び回り止め孔37の外形より大きくしている。これにより、ワイヤ保持部材15がモジュール枠5に固着されている。
ワイヤ保持部材15は、給電部材9に接続される端子部15aと、SMAワイヤ10を保持するワイヤ保持部15bとを備えている。ワイヤ保持部15bは、金属板を鍵状にかしめることでSMAワイヤ10の端部を保持している。
ワイヤ保持部材15は、給電部材9に接続される端子部15aと、SMAワイヤ10を保持するワイヤ保持部15bとを備えている。ワイヤ保持部15bは、金属板を鍵状にかしめることでSMAワイヤ10の端部を保持している。
SMAワイヤ10は、一対のワイヤ保持部材15A、15Bによって両端部が保持されている。SMAワイヤ10は、レンズ枠4から突出されたガイド突起4Dに発生力を及ぼすことで、コイルばね38の付勢力に抗してレンズ枠4を軸線M方向に駆動させるものである。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。また、SMAワイヤ10は、給電部材9を介して通電された際の発熱により収縮し、発生した張力をガイド突起4Dに及ぼすことにより、レンズ枠4を軸線M方向に駆動させる役割を担っている。なお、コイルばね38は、ガイド突起4Dから上方(+Z方向)に向けて延設されたポール部39が挿入されることで、軸線Mと平行に支持されている。
(板バネ部材)
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。
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。
上板バネ6(下板バネ7)の形状は、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ている。上板バネ6(下板バネ7)の中央部には、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)が形成されている。これにより上板バネ6(下板バネ7)は、全体としてリング状に形成されている。
図6は、上板バネ6(下板バネ7)の平面図である。
図6に示すように、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。
図6に示すように、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。
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。また、略矩形状の枠体部50における一方の対角線の両端部には、モジュール枠5の一対の位置決めピン14Fと嵌合する一対の位置決め孔6F(7F)が形成されている。これにより、軸線Mに直交する平面内において、モジュール枠5に対する位置決めが可能となっている。
リング部51は、その外周から半径方向外側に張り出した4つの張出部53を備えている。各張出部53は、リング部51の周方向に等角度間隔で配置されている。各張出部53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貫通孔6A(7A)が形成されている。
このように、貫通孔6B(7B)、位置決め孔6F(7F)及び貫通孔6A(7A)が、上板バネ6(下板バネ7)の中でスペースに余裕がある隅部近傍に設けられているので、駆動モジュール1の外形を小型化することができる。また、貫通孔6B(7B)、位置決め孔6F(7F)及び貫通孔6A(7A)が位相を異にして配置されているので、駆動モジュール1の外形を極めて小型化することができる。
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の一端部は張出部53においてリング部51に接続され、他端部は隣接する張出部53の近傍で枠体部50に接続されている。
(モジュール下板、中間部材)
図7は、モジュール下板8及び中間部材80の斜視図である。
図7に示すように、モジュール下板8は、電気絶縁性及び遮光性を有する樹脂材料で形成されている。モジュール下板8の外形は、モジュール枠5と同様に略矩形状に形成されている。モジュール下板8の中央には、レンズユニット12を出し入れ可能な大きさの開口部(中央孔)88が設けられている。
モジュール下板8の四隅には、モジュール枠5の下側固定ピン14Bが挿入される貫通孔8Cと、レンズ枠4の下側固定ピン13Bとの干渉を回避する凹部8Bとが形成されている。また、略矩形状のモジュール下板8における一方の対角線の両端部には、モジュール枠5の一対の位置決めピン14Fと嵌合する一対の位置決め孔8Fが形成されている。
図7は、モジュール下板8及び中間部材80の斜視図である。
図7に示すように、モジュール下板8は、電気絶縁性及び遮光性を有する樹脂材料で形成されている。モジュール下板8の外形は、モジュール枠5と同様に略矩形状に形成されている。モジュール下板8の中央には、レンズユニット12を出し入れ可能な大きさの開口部(中央孔)88が設けられている。
モジュール下板8の四隅には、モジュール枠5の下側固定ピン14Bが挿入される貫通孔8Cと、レンズ枠4の下側固定ピン13Bとの干渉を回避する凹部8Bとが形成されている。また、略矩形状のモジュール下板8における一方の対角線の両端部には、モジュール枠5の一対の位置決めピン14Fと嵌合する一対の位置決め孔8Fが形成されている。
中間部材80は、平板リング状に形成されて、図3に示すように下板バネ7とモジュール下板8との間に配設されている。中間部材80の厚さは、下板バネ7の厚さより厚く形成されている。そして、モジュール下板8の硬度より中間部材80の硬度の方が下板バネ7の硬度に近くなるように、中間部材80が形成されている。本実施形態では、モジュール下板8が樹脂材料で形成されているのに対して、中間部材80及び下板バネ7はともにステンレス等の金属材料で形成されている。すなわち中間部材80の硬度は、下板バネ7の硬度と同じであり、モジュール下板8の硬度より高くなっている。なお各部材の硬度は、日本工業規格(JIS)G0202に規定されたロックウエル硬さで定義することができる。
図7に戻り、中間部材80は、リング部81と、リング部81の外周から半径方向外側に張り出した複数の張出部83とを備えている。リング部81には、レンズ枠4の下側固定ピン13Bとの干渉を回避する切欠き部82が形成されている。張出部83には、モジュール枠5の下側固定ピン14Bが挿入される貫通孔84と、モジュール枠5の位置決めピン14Fが挿入される位置決め孔85とが設けられている。
図5に示すように、モジュール枠5の下側固定ピン14Bは、下板バネ7、中間部材80、モジュール下板8及び給電部材9を貫通している。この下側固定ピン14Bの頭部19が熱カシメされて、下板バネ7、中間部材80、モジュール下板8及び給電部材9がモジュール枠5に固定されている。またレンズ枠4の下側固定ピン13Bは、下板バネ7を貫通した後に、頭部18が熱カシメされている。この下側固定ピン13Bの頭部18と中間部材80及びモジュール下板8との干渉は、中間部材80の切欠き部82及びモジュール下板8の凹部8Bによって回避されている。
図7に戻り、中間部材80は、モジュール下板8の表面に形成された陥没部89の内側に配置されている。これにより、中間部材80を採用した場合でも、駆動モジュールの大型化を回避することができる。また陥没部89の深さは、中間部材80の厚さと同等か、または同等以上に形成されている。これにより、中間部材80がモジュール下板8の内部に配置されるので、下板バネ7をモジュール下板8の表面8aに当接させた状態で、下板バネ7、中間部材80及びモジュール下板8をモジュール枠5に固定することができる。したがって、中間部材80を採用した場合でも、駆動モジュール1の高さ寸法の精度を確保することができる。
図8は、中間部材80及びモジュール下板8を重ねた状態の平面図である。なお図8では、下板バネ7の外形を二点鎖線で示している。
中間部材80のリング部81の内径81uは、下板バネ7のリング部51の内径51u及びモジュール下板8の開口部88の内径と同等に形成されている。また中間部材80のリング部81の外径81sは、下板バネ7のバネ部52の外径52s以上に形成されている。これにより、駆動モジュールにZ方向の衝撃力が作用し、下板バネ7のバネ部52がZ方向に変位した場合でも、バネ部52を中間部材80に衝突させることが可能になり、バネ部52がモジュール下板8に衝突するのを防止することができる。したがって、下板バネ7により中間部材80が削り取られることはほとんどないので、削りカスの発生を抑制することができる。特に本実施形態では、下板バネ7及び中間部材80が同じ金属材料で構成されているため、下板バネ7が中間部材80に衝突しても、下板バネ7により中間部材80が削り取られることはない。
中間部材80のリング部81の内径81uは、下板バネ7のリング部51の内径51u及びモジュール下板8の開口部88の内径と同等に形成されている。また中間部材80のリング部81の外径81sは、下板バネ7のバネ部52の外径52s以上に形成されている。これにより、駆動モジュールにZ方向の衝撃力が作用し、下板バネ7のバネ部52がZ方向に変位した場合でも、バネ部52を中間部材80に衝突させることが可能になり、バネ部52がモジュール下板8に衝突するのを防止することができる。したがって、下板バネ7により中間部材80が削り取られることはほとんどないので、削りカスの発生を抑制することができる。特に本実施形態では、下板バネ7及び中間部材80が同じ金属材料で構成されているため、下板バネ7が中間部材80に衝突しても、下板バネ7により中間部材80が削り取られることはない。
なお中間部材80のリング部81の外径81sは、下板バネ7の枠体部50の内径50u以上に形成されていることが望ましい。これにより、駆動モジュールにR方向の衝撃力が作用し、下板バネ7のバネ部52がR方向に変位した場合でも、バネ部52を中間部材80に衝突させることが可能になり、バネ部52がモジュール下板8に衝突するのを防止することができる。特に本実施形態では、中間部材80の厚さが下板バネ7の厚さより厚く形成されているため、下板バネ7のリング部51が中間部材80に当接する可能性が大きくなり、モジュール下板8に当接する可能性が小さくなる。
給電部材9は、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の下方に突出する端子部9Cと、ワイヤ保持部材15Aの端子部15aに電気的接続される導電接続部9Dと、を備えている。なお、ワイヤ保持部材15Aの端子部15aと導電接続部9Dとの電気的接続手段としては、半田付けや導電性接着剤による接着等を採用することができる。
そして、それぞれの配線部9Bには貫通孔9Aが設けられている。貫通孔9A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、それぞれ挿通させるものである。
そして、それぞれの配線部9Bには貫通孔9Aが設けられている。貫通孔9A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、それぞれ挿通させるものである。
ここで、上述したモジュール下板8及び中間部材80には、駆動ユニット31を下方から見て下板バネ7の内周部分を露出させる複数の切欠き部(孔部)90,91が形成されている。具体的に、これら切欠き部90,91は、モジュール下板8及び中間部材80の内周縁から外側に向かって切り欠かれたものであり、モジュール下板8の対角線に一致するように周方向に沿って4ヶ所形成されている。各切欠き部90,91は、R方向を径方向とした円弧状に形成された円弧部90a,91aと、円弧部90a,91aの周方向両側から裾野状に広がった開放部90b,91bとを有する略L字状に形成されている。すなわち、切欠き部90,91の開放部90b,91bは、モジュール下板8及び中間部材80の内周縁の一部を切り欠いて形成され、モジュール下板8の開口部88に向かって開放されている。この場合、開放部90b,91bは、モジュール下板8の対角線を中心軸にして90度程度に開放されている。そして、切欠き部90,91から露出した下板バネ7の露出面95は、後述するレーザー変位計によってモジュール下板8の裏面(以下、基準面98という)からの高さを測定できるようになっている。
(駆動モジュールの動作)
次に、駆動モジュール1の動作につき、図2を用いて説明する。
給電部材9に電力が供給されていない状態では、レンズ枠4に対してコイルばね38からの付勢力のみが作用している。このとき、レンズ枠4の−Z方向への移動は、モジュール下板8によって規制されている。
給電部材9にスタンバイ用の電力を供給すると、SMAワイヤ10が所定温度に発熱して収縮する。これにより、レンズ枠4が+Z方向に移動し、SMAワイヤ10の張力とコイルばね38の付勢力とが釣り合った所定位置(スタンバイ位置)で停止する。
給電部材9に駆動用の電力を供給すると、電力量に応じてSMAワイヤ10が発熱して伸縮する。これにより、SMAワイヤ10の張力とコイルばね38の付勢力とが釣り合う位置まで、レンズ枠4をZ方向に移動させることができる。
次に、駆動モジュール1の動作につき、図2を用いて説明する。
給電部材9に電力が供給されていない状態では、レンズ枠4に対してコイルばね38からの付勢力のみが作用している。このとき、レンズ枠4の−Z方向への移動は、モジュール下板8によって規制されている。
給電部材9にスタンバイ用の電力を供給すると、SMAワイヤ10が所定温度に発熱して収縮する。これにより、レンズ枠4が+Z方向に移動し、SMAワイヤ10の張力とコイルばね38の付勢力とが釣り合った所定位置(スタンバイ位置)で停止する。
給電部材9に駆動用の電力を供給すると、電力量に応じてSMAワイヤ10が発熱して伸縮する。これにより、SMAワイヤ10の張力とコイルばね38の付勢力とが釣り合う位置まで、レンズ枠4をZ方向に移動させることができる。
すなわち、給電部材9に電力を供給すると、SMAワイヤ10に電流が流れてジュール熱が発生し、SMAワイヤ10の温度が上昇する。そして、SMAワイヤ10の温度が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。SMAワイヤ10は、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、中間部がガイド突起4Dに係止されているので、収縮によってガイド突起4Dに発生力(駆動力)を及ぼし、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+Z方向)に移動させることができる。
またレンズ枠4が移動すると、コイルばね38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。この弾性復元力が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。そして、給電部材9への電力供給量を調整し、SMAワイヤ10の発熱量を制御することで、レンズ枠4を±Z方向に移動させ、所定位置で停止させることができる。
(傾き測定方法)
次に、駆動ユニット31のモジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾き測定方法について説明する。
本実施形態では、レーザー変位計を用いてモジュール下板8の基準面98から下板バネ7の各露出面95までの高さをそれぞれ測定し、それぞれの高さと測定地点(露出面95)間の距離とに基づいて傾きを算出する。なお、レーザー変位計は、三角測量方式により基準面(モジュール下板8の基準面98)から対象物(下板バネ7の露出面95)までの高さ(段差)を測定するものである。具体的に、レーザー変位計の発光素子から出射されたレーザー光を基準面98及び露出面95に照射すると、基準面98及び露出面95から拡散反射された反射光成分の一部がCCD等の検出素子101により受光される。すると、検出素子101からは、基準面98及び露出面95上での光スポットの位置に応じた2つの出力信号が出力され、これらの2つの出力信号に基づいて基準面98から露出面95までの高さを検出する。なお、本実施形態のレーザー変位計の発光素子は、帯状のレーザー光L(図9参照)を照射するラインレーザーである。そして、レーザー光Lの長手方向に直交する一方側にレーザー光Lの反射光(拡散光)を受光する検出素子101が配置されている。
次に、駆動ユニット31のモジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾き測定方法について説明する。
本実施形態では、レーザー変位計を用いてモジュール下板8の基準面98から下板バネ7の各露出面95までの高さをそれぞれ測定し、それぞれの高さと測定地点(露出面95)間の距離とに基づいて傾きを算出する。なお、レーザー変位計は、三角測量方式により基準面(モジュール下板8の基準面98)から対象物(下板バネ7の露出面95)までの高さ(段差)を測定するものである。具体的に、レーザー変位計の発光素子から出射されたレーザー光を基準面98及び露出面95に照射すると、基準面98及び露出面95から拡散反射された反射光成分の一部がCCD等の検出素子101により受光される。すると、検出素子101からは、基準面98及び露出面95上での光スポットの位置に応じた2つの出力信号が出力され、これらの2つの出力信号に基づいて基準面98から露出面95までの高さを検出する。なお、本実施形態のレーザー変位計の発光素子は、帯状のレーザー光L(図9参照)を照射するラインレーザーである。そして、レーザー光Lの長手方向に直交する一方側にレーザー光Lの反射光(拡散光)を受光する検出素子101が配置されている。
本実施形態では、図9に示すように、まず駆動ユニット31を組み付けた後、モジュール下板8の基準面98を上方に向けた状態でレーザー変位計との位置合わせを行う。具体的には、レーザー光Lの長手方向を、軸線Mを中心とする円の接線方向と平行に合わせるとともに、レーザー光Lに対してレンズ枠4の内側(軸線M側)に検出素子101が位置するように駆動ユニット31を位置合わせする。そして、この状態で駆動ユニット31の上方から駆動ユニット31に向けてレーザー光Lを照射する。この場合、周方向で隣接する露出面95に照射されるようにレーザー光Lを照射する。すると、基準面98及び各露出面95から拡散反射される反射光成分の一部がレーザー変位計の検出素子101で受光される。これにより、基準面98及び露出面95上での光スポットの位置に応じた2つの出力信号が生成され、これら出力信号に基づいて基準面98から各露出面95までの高さを測定できる。
このように、本実施形態では、帯状のレーザー光Lを照射することで、基準面98と露出面95とに対して一括してレーザー光Lを照射できる。そのため、一回のレーザー照射で測定地点の高さを測定できる。さらに、本実施形態では、隣接する露出面95(図9中破線L参照)に対して一括してレーザー光Lを照射するため、複数ヶ所(2ヶ所)の測定地点の高さを一括して測定できる。そのため、各測定地点毎に高さを測定する場合に比べて、レーザーの照射回数を低減して製造効率を向上できる。
ところで、レーザー変位計により露出面95の高さを測定する際に、露出面95から拡散反射される反射光が切欠き部90,91を囲む周壁によって遮光される可能性がある。
これに対して、本実施形態の切欠き部90,91は、モジュール下板8の開口部88に向かって開放する開放部90b,91bを有しているため、露出面95から拡散反射される反射光の一部が開放部90b,91bを通過する。これにより、切欠き部90,91を単なる円形の孔に形成する場合に比べて、反射光の光量を増加できる。さらに、本実施形態では、レーザー変位計の検出素子101がレーザー光Lに対してレンズ枠4の内側、すなわち開放部90b,91b側に配置されているため、開放部90b,91bを通過した反射光を効率的に受光できる。これにより、レーザー変位計の検出素子101で受光できる反射光の光量が増加するので、基準面98から露出面95までの高さをより高精度に測定できる。
これに対して、本実施形態の切欠き部90,91は、モジュール下板8の開口部88に向かって開放する開放部90b,91bを有しているため、露出面95から拡散反射される反射光の一部が開放部90b,91bを通過する。これにより、切欠き部90,91を単なる円形の孔に形成する場合に比べて、反射光の光量を増加できる。さらに、本実施形態では、レーザー変位計の検出素子101がレーザー光Lに対してレンズ枠4の内側、すなわち開放部90b,91b側に配置されているため、開放部90b,91bを通過した反射光を効率的に受光できる。これにより、レーザー変位計の検出素子101で受光できる反射光の光量が増加するので、基準面98から露出面95までの高さをより高精度に測定できる。
次に、駆動ユニット31を軸線M回りに回転させ、残り2つの露出面95にレーザー光Lを照射し、基準面98から各露出面95までの高さを測定する。
続いて、レーザー変位計で測定した基準面98から各露出面95までの高さに基づいて、下板バネ7(レンズ枠4)の傾きを算出する。具体的に、下板バネ7の傾きθは、モジュール下板8の対角線上(R方向)で対向する露出面95の高さをそれぞれA,B(図9参照)、露出面95間の距離(測定位置間の距離)をC(図9参照)とすると、θ=arctan{(B−A)/C}により求めることができる。なお、本実施形態では、4つの露出面95のうち、モジュール下板8の対角線上で対向する2点ずつを用いて2本の傾きθx,θyを測定する。この際、下板バネ7はレンズ枠4の下面に接続されているので、下板バネ7の傾きとレンズ枠4の傾きとは同等になる。
以上により、モジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾きを測定できる。
以上により、モジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾きを測定できる。
そして、上述した2本の傾きθx,θyからモジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の面全体の傾きθzを算出する。θzは、θz=√(θx^2+θy^2)により求めることができる。そして、算出した傾きが規格内に収まっているか否かを検査し、規格に収まっているもののみを製品として流通させる。
このように、本実施形態では、モジュール下板8及び中間部材80に切欠き部90,91を形成し、駆動ユニット31の下方から見て下板バネ7を露出させる構成とした。
この構成によれば、例えば三角測量方式のレーザー変位計等によりレンズ枠4の傾きを測定する際に、レンズ枠4に接続された下板バネ7の露出面95を傾き測定用の測定面とすることができる。したがって、モジュール下板8の基準面98に対する下板バネ7の露出面95の高さ(位置)に基づいて、レンズ枠4の傾きを高精度に検出できるので、良品と不良品とを正確に判断できる。よって、方ボケ等の可能性が少ない高品質な駆動モジュール1を提供できる。
しかも、従来のレーザー光の正反射を用いて測定する方法ように、レンズ枠200に擬似レンズやレンズユニットを組み込むことなく、傾きを測定できるので、削りカスの発生を抑制できる。さらに、レンズユニットをレンズ枠4に組付ける前に不良品であるか否かを早期に判断できるので、製造効率の低下を抑制できるとともに、不良品をレンズユニットごと廃棄することがないので、不良品コストを削減できる。また、測定された傾きは擬似レンズやレンズユニット自体の傾きを含まないので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
この構成によれば、例えば三角測量方式のレーザー変位計等によりレンズ枠4の傾きを測定する際に、レンズ枠4に接続された下板バネ7の露出面95を傾き測定用の測定面とすることができる。したがって、モジュール下板8の基準面98に対する下板バネ7の露出面95の高さ(位置)に基づいて、レンズ枠4の傾きを高精度に検出できるので、良品と不良品とを正確に判断できる。よって、方ボケ等の可能性が少ない高品質な駆動モジュール1を提供できる。
しかも、従来のレーザー光の正反射を用いて測定する方法ように、レンズ枠200に擬似レンズやレンズユニットを組み込むことなく、傾きを測定できるので、削りカスの発生を抑制できる。さらに、レンズユニットをレンズ枠4に組付ける前に不良品であるか否かを早期に判断できるので、製造効率の低下を抑制できるとともに、不良品をレンズユニットごと廃棄することがないので、不良品コストを削減できる。また、測定された傾きは擬似レンズやレンズユニット自体の傾きを含まないので、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
さらに、本実施形態では、切欠き部90,91を規制部材及び中間部材80の周方向に沿って4ヶ所形成しているため、下板バネ7の周方向において2ヶ所以上の傾きθx,θyを算出できる。そして、算出した複数の傾きθx,θyに基づいて下板バネ7の面全体の傾きθzを測定でき、より精度の高い傾き測定を行うことができる。
ところで、本実施形態のように、一本のSMAワイヤ10でレンズ枠4を駆動させる構造では、構造が簡単で制御も簡単になるが、レンズ枠4は片持ち支持となる。この場合、SMAワイヤ10の弾性係数にもよるが、一般的には吊り上げ側(ガイド突起4Dが形成された側)と、その反対側との間で傾きが大きくなり易い。
これに対して、本実施形態では、レンズ枠4のガイド突起4Dの対角線上(ガイド突起4D及び軸線Mを含む平面と、モジュール下板8との交線上)に切欠き部90,91を形成することで、下板バネ7(レンズ枠4)における傾きの最大値を検出できる。これにより、下板バネ7(レンズ枠4)の傾きが規格内に収まっているか否かを正確に判断できるので、より信頼性の高い製品を提供できる。
これに対して、本実施形態では、レンズ枠4のガイド突起4Dの対角線上(ガイド突起4D及び軸線Mを含む平面と、モジュール下板8との交線上)に切欠き部90,91を形成することで、下板バネ7(レンズ枠4)における傾きの最大値を検出できる。これにより、下板バネ7(レンズ枠4)の傾きが規格内に収まっているか否かを正確に判断できるので、より信頼性の高い製品を提供できる。
(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説明する。なお、本実施形態では、電子機器の一例として、上述した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。図11は、カメラ付き携帯電話20の説明図である。なお、図11(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11(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11(c)は、図11(b)のF−F線における断面図である。
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、電子機器の一例として、上述した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。図11は、カメラ付き携帯電話20の説明図である。なお、図11(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11(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11(c)は、図11(b)のF−F線における断面図である。
図11(a)に示すように、本実施形態のカメラ付き携帯電話20は、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。
図11(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11(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。なお駆動モジュール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。
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で集光し、撮像素子23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。
特に、本実施形態のカメラ付き携帯電話20は、レンズ枠4の傾きが少ない高品質な駆動モジュール1を備えているので、高品質な画像の撮影が可能であり、動作の信頼性に優れたカメラ付き携帯電話20を提供することができる。
なお、本発明の技術範囲は上述した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。
例えば、上述した実施形態では、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。
例えば、上述した実施形態では、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。
また、上述した実施形態では、接続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、接続部材の固定方法は、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、接続部材を、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。
また、上述した実施形態では、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。
また、上述した実施形態では、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。
また、上述した実施形態では、駆動モジュール1をレンズユニット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ず、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。すなわち、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。
また、上述した実施形態では、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。
また、本実施形態では、帯状のレーザー光Lを照射する2次元タイプのレーザー変位計を用い、複数ヶ所(2ヶ所)の測定地点の高さを一括して測定する場合について説明したが、一ヶ所毎測定しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、帯状のレーザー光Lを照射する2次元タイプのレーザー変位計により傾きを測定する場合について説明したが、これに限らず、レーザー光を一点に集光させるスポットタイプのレーザー変位計を用いても構わない。ただし、本実施形態のように、2次元タイプのレーザー変位計を用いることで、レーザーを走査する等の必要なく、複数ヶ所での変位を一括して測定できるので、製造効率の向上を図ることができる。
さらに、上述した実施形態では、帯状のレーザー光Lを照射する2次元タイプのレーザー変位計により傾きを測定する場合について説明したが、これに限らず、レーザー光を一点に集光させるスポットタイプのレーザー変位計を用いても構わない。ただし、本実施形態のように、2次元タイプのレーザー変位計を用いることで、レーザーを走査する等の必要なく、複数ヶ所での変位を一括して測定できるので、製造効率の向上を図ることができる。
また、渦電流方式や静電容量方式、超音波方式等、各種の非接触変位計を用いて傾きを測定することが可能である。
さらに、上述した実施形態では、三角測量方式のレーザー変位計を用い、一つの露出面95で、単に基準面98から各露出面95までの高さを測定し、各露出面95で測定された高さに基づいて、モジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾きを算出した。
しかしながら、これに限らず、レーザー変位計(測定装置)に対する露出面95の絶対位置を測定してもよく、また露出面95から正反射される反射光を受光して一つの露出面95で傾きまで測定しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、三角測量方式のレーザー変位計を用い、一つの露出面95で、単に基準面98から各露出面95までの高さを測定し、各露出面95で測定された高さに基づいて、モジュール下板8に対する下板バネ7(レンズ枠4)の傾きを算出した。
しかしながら、これに限らず、レーザー変位計(測定装置)に対する露出面95の絶対位置を測定してもよく、また露出面95から正反射される反射光を受光して一つの露出面95で傾きまで測定しても構わない。
また、上述した実施形態では、モジュール下板8と下板バネ7との間に中間部材80を設ける構成について説明したが、中間部材80を設けない構成としてもよい。
さらに、切欠き部90,91は、4つに限られることはなく、3つ以下でもよいし、5つ以上でも構わない。この場合、上述したように少なくともレンズ枠4の対角線上に切欠き部を配置することが好ましい。
また、切欠き部90,91を2ヶ所のみ設ける場合には、レンズ枠4の対角線上に切欠き部を配置することが好ましい。これにより、下板バネ7(レンズ枠4)における傾きの最大値を検出できる。
また、切欠き部90,91を2ヶ所のみ設ける場合には、レンズ枠4の対角線上に切欠き部を配置することが好ましい。これにより、下板バネ7(レンズ枠4)における傾きの最大値を検出できる。
また、本実施形態では、切欠き部90,91がモジュール下板8の開口部88に向けて開放された開放部90b,91bを有する構成としたが、下板バネ7が露出する露出面95を有する構成であれば、適宜設計変更が可能である。例えば、単にモジュール下板9及び中間部材80を厚さ方向に貫通する貫通孔であっても構わない。
さらに、上述した実施形態では、下板バネ7の露出面95を傾き測定面とした場合について説明したが、これに限らず、レンズ枠4を露出させてレンズ枠4自体を傾き測定面に設定しても構わない。また、レンズ枠4に接続された各構成品のうち、モジュール下板8に切欠き部90,91を形成することで、モジュール下板8から露出可能な構成品を傾き測定の測定面に設定できる。
また、傾き測定用の接続部材をレンズ枠4に別体で設け、この接続部材を切欠き部90,91から露出させる構成にしても構わない。
さらに、上述した実施形態では、下板バネ7の露出面95を傾き測定面とした場合について説明したが、これに限らず、レンズ枠4を露出させてレンズ枠4自体を傾き測定面に設定しても構わない。また、レンズ枠4に接続された各構成品のうち、モジュール下板8に切欠き部90,91を形成することで、モジュール下板8から露出可能な構成品を傾き測定の測定面に設定できる。
また、傾き測定用の接続部材をレンズ枠4に別体で設け、この接続部材を切欠き部90,91から露出させる構成にしても構わない。
1…駆動モジュール 4…レンズ枠(被駆動体)4D1…ガイド突起(突起部) 5…モジュール枠(支持体) 7…下板バネ(接続部材) 8…モジュール下板(規制部材) 10…SMAワイヤ(駆動手段) 20…カメラ付き携帯電話(電子機器) 88…開口部(中央孔) 90,91…切欠き部(孔部) 95…露出面
Claims (5)
- 第1方向に移動可能な被駆動体と、
前記被駆動体を内側に収容する筒状の支持体と、
前記被駆動体及び前記支持体の前記第1方向の端面に接続された接続部材と、
前記接続部材を挟んで前記被駆動体の反対側に配置され、前記被駆動体の前記第1方向に沿った移動を規制する規制部材と、を有する駆動モジュールであって、
前記規制部材には、前記規制部材の前記第1方向側から見て前記被駆動体、若しくは前記接続部材を露出させる孔部が形成されていることを特徴とする駆動モジュール。 - 前記孔部は、前記規制部材に3ヶ所以上形成されていることを特徴とする請求項1記載の駆動モジュール。
- 前記被駆動体の外壁面から外側に向けて突出する突起部と、
両端部が前記支持体に固定されるとともに、中間部が前記突起部に係止され、通電時の発熱により伸縮することで、前記被駆動体を前記第1方向に沿って移動させる形状記憶合金ワイヤとを有し、
前記孔部は、前記突起部及び前記第1方向を含む平面と、前記規制部材との交線上に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の駆動モジュール。 - 前記規制部材には、前記第1方向に沿って貫通する中央孔が形成され、
前記孔部は、前記中央孔の周囲の一部を切り欠いて形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の駆動モジュール。 - 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の駆動モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
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| US20110222174A1 (en) | 2011-09-15 |
| CN102193163A (zh) | 2011-09-21 |
| EP2367038A1 (en) | 2011-09-21 |
| KR20110103890A (ko) | 2011-09-21 |
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