驱动装置的制作方法

专利名称：驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有驱动被驱动体的驱动机构的驱动装置。
技术背景过去，开发了一种具有利用压电元件的振动来驱动被驱动体的驱动机构的 驱动装置。在该驱动装置中，通过向压电元件反复施加电压，从而使压电元件 振动。 一般，因为压电元件具有陶瓷等较脆的材料，所以存在着由于落下及冲 击而引起的变形所导致的易损坏的问题。针对这个问题，例如在专利文献l(特开2004 — 254417号公报(2004年9月9日公开))中，提出一种在由不锈钢等组成的 增强板的两面粘接压电元件的压电执行器。另外，不仅限于具有压电元件的执行器，在执行器中作为提高耐冲击性的 技术，例如在专利文献2(特开2006 — 251728号公报(2006年9月21日公开))中，揭 示了一种设置了用于抑制保持透镜等的支架的位移的位移抑制单元的结构。然而，在上述专利文献1及专利文献2中所揭示的结构中，会发生下面的问题。艮口，在专利文献l的那样结构的驱动装置中，如果为了提高压电元件的耐 冲击性而使增强板变厚，则利用压电元件而引起的振动位移会减小。另外，为 了加大振动位移而高效地驱动被驱动体，必须使增强板变薄，或者采用只对压 电元件的一部分设置增强板的结构。在这样的结构中，不能够确保足够的耐冲 击性。另外，如专利文献2所述，在设置了用于抑制支架的位移的位移抑制单元 的结构中，位移抑制单元会与压电元件产生碰撞。由于该碰撞，有可能会破坏 较脆的压电元件。发明内容本发明是鉴于上述问题而进行设计的，其目的在于实现在确保压电元件的振动位移的情况下、得到足够的耐冲击性并且不会破坏压电元件的驱动装置。本发明的驱动装置为了解决上述问题，其特征在于，具有包括利用电控 制进行伸縮的压电构件以及比上述压电构件大的振动板、并且粘合上述压电构 件与上述振动板而成的弯曲位移构件，是将该弯曲位移构件作为驱动源来驱动 被驱动体的驱动装置，还具有位移限制单元，当将驱动被驱动体所必需的弯曲位移构件的弯曲位移量之中最大的位移量作为最大弯曲位移量时，将该位移限 制单元配置在不与超过上述最大位移量而发生过弯曲位移的弯曲位移构件中 的压电构件接触的位置上，并且限制弯曲位移构件中的振动板的过弯曲位移。如果采用上述结构，则因为位移限制单元对超过上述最大位移量而发生过 弯曲位移的弯曲位移构件中的振动板的过弯曲位移进行限制，所以当由于冲击等而使弯曲位移构件超过最大弯曲位移量而发生过弯曲位移时，能够防止弯曲 位移构件发生变形而被破坏。另外，因为位移限制单元配置在不与超过最大位移量而发生过弯曲位移的 弯曲位移构件中的压电构件接触的位置上，所以当由于冲击等而使弯曲位移构 件超过最大弯曲位移量而发生过弯曲位移时，压电构件不与位移限制单元接 触。因此，如果采用上述结构，则能够防止压电构件被破坏。如上所述，如果采用上述结构，则能够实现在确保压电元件的振动位移的 情况下、得到足够的耐冲击性而且不破坏压电元件的驱动装置。本发明的其它目的、特征、以及优点，根据以下所示的叙述能够充分明白。 另外，关于本发明的好处，根据参照附图的下面说明也将明白。


图l是表示本发明的一个实施形态的驱动装置的结构的立体图。图2(a)是表示图l的驱动装置中的弯曲位移构件、弹性构件以及摩擦构件的 位置关系的侧视图。图2(b)是表示图l的驱动装置的结构的俯视图。图3是表示本发明的其它实施形态的驱动装置的结构的立体图。图4是表示本发明的再一个实施形态的驱动装置的结构的立体图。图5(a)是表示双压电晶片结构的压电元件的结构的侧视图。图5(b)是表示压电元件的弯曲位移的情况的图。图6是表示向2片弯曲位移构件所施加的驱动电压波形的一个例子的曲线图。图7(a)是用于说明根据图6所示的驱动电压波形的摩擦构件的前端部的椭 圆驱动的说明图。图7(b)是用于说明根据图6所示的驱动电压波形的摩擦构件的前端部的椭 圆驱动的说明图。图7(c)是用于说明根据图6所示的驱动电压波形的摩擦构件的前端部的椭 圆驱动的说明图。图8是表示向2片弯曲位移构件所施加的驱动电压波形的一个例子的曲线图。图9(a)是用于说明根据图8所示的驱动电压波形的摩擦构件的前端部的圆 弧驱动的说明图。图9(b)是用于说明根据图8所示的驱动电压波形的摩擦构件的前端部的圆 弧驱动的说明图。
具体实施方式
本发明的驱动装置具有弯曲位移构件、以及对该弯曲位移构件的弯曲位 移进行电控制的控制单元。即，在本驱动装置中，通过利用控制单元来进行的 电控制，能够激起弯曲位移构件的弯曲位移。首先，说明利用电控制而激励弯曲位移的弯曲位移构件。作为弯曲位移构件的一个例子，举出一种如图5(a)以 及5(b)所示的双压电晶片结构的压电元件。图5(a)是表示双压电晶片结构的压电元件的结构的侧视图，图5(b)是表示压 电元件的弯曲位移的情况的图。如图5(a)及图5(b)所示的压电元件具有2个压电材料层22X.22Y、以及由 金属构成的垫片(振动板)21，形成2个压电材料层22X 22Y夹住垫片21而压接 构成的3层结构。然后，2个电极20X .20Y夹住该3层结构。该2个电极20X.20Y 与未图示的控制单元连接。然后，固定并支持垫片21的一端(在图5(a)及图5(b) 中用黑三角标记所表示的[固定点])。另外，在图5(a)及图5(b)中，将由压电材料 层22X，22Y和垫片21所构成的3层结构的层叠方向作为厚度方向。而且，在厚 度方向上，将压电材料层22X—侧作为X侧，而将压电材料层22Y—侧作为Y侧。在图5(a)及图5(b)所示的压电元件中，如果从控制单元向电极20X 20Y施加电压，则压电元件在厚度方向上会发生弯曲位移。例如，压电材料层22X发生极化，使得当电极20X与垫片21之间的电压为 正时则縮小，而当电极20X与垫片21之间的电压为负时则伸长。另外，压电材 料层22Y发生极化，使得当电极20Y与垫片21之间的电压为正时则伸长，而当电 极20Y与垫片21之间的电压为负时则縮小。针对上述那样进行极化的压电材料层22X 22Y，来说明控制单元施加电 压的情况。如图5(b)所示，控制单元向电极20X'20Y与垫片21之间(图5(b)中的 A-B之间)施加正电压。然后，将垫片21中的用黑三角标记所表示的部分进行固 定。这时，如同一幅图所示，压电元件向厚度方向X侧发生弯曲位移。另一方 面，虽然未图示，但是如果控制单元向A-B之间施加负电压，则压电元件向厚 度方向Y侧发生弯曲位移。这样，图5(a)及图5(b)所示的压电元件通过利用控制单元所施加电压而发生 弯曲位移。另外，本发明的驱动装置中的弯曲位移构件不仅限于图5(a)及图5(b) 所示的压电元件，只要是具有能够利用电控制来控制弯曲位移的结构的构件即 可。例如，作为弯曲位移构件，可以举例有用l个压电材料层与垫片构成的单 压电晶片结构的压电元件。单压电晶片结构的压电元件采用与双压电晶片结构 的压电元件相同的工作概念，能够利用电控制来进行弯曲位移。本发明的驱动装置中的弯曲位移构件，如上所述，是指利用施加电压等的 电控制来进行弯曲位移的结构，该结构当然是不限定厚度、长度、宽度等的尺 寸以及形状的结构。下面，为了简单地进行说明，对于利用电控制来引起弯曲位移的弯曲位移 构件，仅称为[弯曲位移构件]。另外，在本说明书中，当将弯曲位移构件配置在驱动装置内时，将被驱动 体的移动方向称为被驱动体移动方向或者(弯曲位移构件的)宽度方向，将弯曲 位移构件弯曲的方向称为弯曲方向或者(弯曲位移构件的)厚度方向，以及将与 被驱动体移动方向(宽度方向)垂直且与弯曲方向(厚度方向)垂直的方向称为(弯 曲位移构件的)长度方向。这是不受到弯曲位移构件的尺寸以及弯曲位移构件的 固定部的位置的影响的。[第l实施形态]根据图l至图2(a)以及图2(b)来说明本发明的一个实施形态，具体如下所述。 图l是表示本实施形态的驱动装置(下面，记为本驱动装置)的结构的立体图。另外，图l所示的驱动装置表示应用于小型摄像模块的焦点调整机构中的最佳实 施形态。首先，如图l所示，本驱动装置具有弯曲位移构件1A'1B、弹性构件2、摩擦构件3、镜筒(被驱动体)4、引导轴5、摄像模块壳体(支持构件)6、驱动电路 (控制单元)7A.7B、以及突起部(第l突起部；位移限制单元)8。在本驱动装置中，弹性构件2连接弯曲位移构件1A与弯曲位移构件1B之间。 然后，弹性构件2和与镜筒4摩擦卡合的摩擦构件3连接。弯曲位移构件1A， 1B是双压电晶片结构的压电元件，它形成上述的2个压 电材料层22X.22Y夹住垫片21而压接构成的3层结构。然后，如图1所示，通过 粘接以及嵌入等将弯曲位移构件1A 1B的一个端部(在本实施形态中是垫片的 延长)固定在摄像模块壳体6上。而且，另一个端部与弹性构件2连接。弹性构件2是由金属或者树脂等的、弹性率比较低的材料所构成的。另外， 在本驱动装置中，通过摩擦构件3与镜筒4接触(摩擦卡合)，从而使镜筒4在光轴 方向上移动。因此，作为摩擦构件3的材料，可以举例有金属、树脂、碳等， 并且根据与镜筒4之间的所希望的摩擦系数来进行选择。另外，在本驱动装置中，设置引导镜筒4在光轴方向上移动的引导轴5。然 后，对镜筒4设置引导轴5插通的孔部。引导轴5是在光轴方向上延伸的棒状体， 并且固定在摄像模块壳体6的底部(或者顶部)。另外，引导轴5具有支持作用， 使得镜筒4位于摩擦材料3与镜筒4接触(摩擦卡合)的位置上。在本驱动装置中， 利用摩擦材料3与镜筒4的摩擦卡合，使得镜筒4沿着引导轴5在光轴方向上移 动。另外，在本驱动装置中，镜筒4不仅限于与插通引导轴5的孔部形成为一体 的情况。也可以是包括孔部的孔构件另外与镜筒粘接而成的结构。另外，镜筒 4也可以是将用于得到所希望的摩擦系数的摩擦调节构件和与摩擦构件3的摩 擦卡合部分连接(或者粘贴)的结构。即，这里也包括具有上述孔构件、或者摩 擦调节构件的结构，称为镜筒。弯曲位移构件1A， 1B分别与驱动电路7A'7B连接。驱动电路7A通过向弯 曲位移构件1A施加电压等，从而激发弯曲位移构件1A的弯曲位移。驱动电路7B 通过向弯曲位移构件1B施加电压等，从而激发弯曲位移构件1B的弯曲位移。利 用上位的控制电路(未图示)来控制驱动电路7A 7B,并且将与后述的驱动波形 对应的电压输出到弯曲位移构件1A， 1B。另外，所谓的[控制单元]，就是指具 有驱动电路7A 7B以及其上位的控制电路的单元。另外，利用控制单元而进行的对弯曲位移构件1A，1B的弯曲位移的电控制，不仅限于利用电压而进行的控制。例如，作为弯曲位移构件1A 1B，在使用双 金属或形状记忆合金、利用热量来激发弯曲位移时，弯曲位移构件1A，1B的弯 曲位移的电控制，成为利用电流的增减进行的控制。在这种情况下，利用弯曲 位移构件1A 1B中所流过电流的增减来控制弯曲位移构件1A 1B的一部分所 产生的热量，从而控制弯曲位移构件1AMB的温度。或者，将由镍铬耐热合金 丝或康塔尔铬铝电阻丝等发热丝等构成的、通过流过电流从而产生热量的热产 生单元接近弯曲位移构件1A，1B进行设置，利用热产生单元中所流过的电流的 增减来控制热产生单元所产生的热量，从而控制弯曲位移构件1A， 1B的温度。 另外，例如，作为弯曲位移构件1A. 1B，在使用磁致伸縮元件、利用磁场来激 发弯曲位移时，就设置电磁铁等通过流过电流来产生磁场的磁场产生单元，并 且控制其电流的增减，从而控制施加在弯曲位移构件1A 1B上的磁场。另外，图l中虽未图示示，但在镜筒4中嵌入透镜等光学零部件，并且在镜 筒4的底部配置CCD等摄像元件。在本驱动装置中，利用由弯曲位移构件1A， 1B、弹性构件2、以及摩擦构 件3所构成的驱动机构，沿着引导轴5驱动镜筒4。通过这样，在光轴方向上驱 动嵌入镜筒4中的光学零部件，对焦点进行调整。另外，在本实施形态中，镜 筒4移动的被驱动体移动方向被认为与光轴方向是同义语。另外，在本说明书 中，将嵌入镜筒4中的光学零部件对物体进行成像的方向(连接镜筒4与物体的直线的方向)设定为[光轴方向:i。摄像模块壳体6是放置弯曲位移构件1A， 1B、弹性构件2、摩擦构件3、镜 筒4、以及引导轴5的构件。在本驱动装置中，摄像模块壳体6形成为长方体形 状，并且具有侧壁6a 6d。如图2(b)所示，弯曲位移构件IA. 1B是沿着摄像模 块壳体6的侧壁6c，6d而配置的。另外，弯曲位移构件1A 1B是这样配置，从 而使得在连接弯曲位移构件lA上的任意l点(例如如图2(b)所示的S点)、与弯曲 位移构件lB上的任意l点(例如如图2(b)所示的T点)的直线之中，至少存在着l条 通过镜筒4的直线(例如连接S点与T点的直线)。另外，弹性构件2和摩擦构件3 配置在利用弯曲位移构件1A 1B而形成的角落部上。这样在本驱动装置中，弯曲位移构件1A， 1B沿着摄像模块壳体6的侧壁而 进行配置，因为在空间有富裕的角落部上配置弹性构件2以及摩擦构件3，所以 在驱动机构的配置中能够有效地利用摄像模块壳体6内的空间，并且能够实现驱动装置的小型化。本驱动装置的特征在于，当将驱动镜筒4所必需的弯曲位移构件1A 1B的弯曲位移量之中最大的位移量设定为最大弯曲位移量时，设置限制超过该最大弯曲位移量而发生过弯曲位移的弯曲位移构件1A '1B中的垫片21的位移的突起 部8。该突起部8形成在作为支持弯曲位移构件1A 1B的支持构件的摄像模块壳 体6的内壁面上。分别与弯曲位移构件1A 1B相对应来配置该突起部8，并且作 为从摄像模块壳体6的内壁面向弯曲位移构件1A 1B侧突出的突起部来进行配置。当弯曲位移构件1A '1B超过上述最大位移量而发生过弯曲位移时，通过使 突起部8与垫片21接触(抵接)，从而对弯曲位移构件1A' 1B的弯曲位移进行抑 制。即，突起部8是当由于碰撞等而使弯曲位移构件1A' 1B产生较大位移时、 用于防止弯曲位移构件1A 1B发生变形而被破坏的一种手段。另外，当将弯曲 位移构件1A 1B单体中允许弯曲的位移量(不会由于弯曲位移而被破坏的位移 量)设定为允许弯曲位移量时，配置突起部8，以对位移量变得比允许弯曲位移 量要小的振动板的过弯曲位移进行限制。通过这样，在弯曲位移构件1A'1B 的弯曲位移量达到允许弯曲位移量之前，使位移限制部8与弯曲位移构件1A ，1B 中的垫片21抵接。这里，如上所述，所谓[最大弯曲位移量]，是指驱动镜筒4所必需的弯曲位 移构件1A ，1B的弯曲位移量之中最大的位移量。总之，当将弯曲位移构件1A *1B 用作为实际的驱动装置的驱动源时，是指驱动镜筒4所必需的弯曲位移量之中 最大的位移量。根据驱动装置中的镜筒4的驱动力、弯曲位移构件1A' 1B的大 小、或者镜筒4的大小，从而适当地设定该[最大位移量]。另外，所谓[允许弯曲位移量]，是指在弯曲位移构件1A， 1B单体中允许弯 曲的位移量，是根据弯曲位移构件1A ，1B本身的弯曲位移特性而设定的。总之， 该[允许弯曲位移量]是不取决于驱动装置的结构的弯曲位移构件1A 1B特有的 位移量。因此，可以根据弯曲位移构件1A 1B的结构(例如双压电晶片结构、 或者单压电晶片结构)来适当地决定[允许弯曲位移量]。一般，在驱动装置中，因为在允许弯曲位移量以上的弯曲位移的情况下， 弯曲位移构件1A， 1B将破坏，所以将镜筒4的驱动所必需的弯曲位移量设定为 比允许弯曲位移量小的位移量。因此，在本驱动装置中，[最大弯曲位移量]比[允许弯曲位移量]要小。本驱动装置中的作为位移限制单元的突起部8对弯曲位移构件1A 1B超过[允许弯曲位移量]而发生弯曲的情况进行限制。因此，将突起部8配置在当弯曲 位移构件1A 。B的弯曲位移成为最大弯曲位移量时不与垫片21接触、而在超过 最大弯曲位移量并达到允许弯曲位移量之前与垫片21接触的位置上。另外，将突起部8配置在当弯曲位移构件1A 1B由于碰撞等的冲击而超过 最大弯曲位移量发生较大的位移时不与压电构件22Y接触、而与垫片21抵接的 位置上。通过这样，弯曲位移构件1A，1B中的由较脆陶瓷材料所构成的压电构 件22Y不与突起部8抵接。因此，能够抑制由于碰撞等的冲击而造成的对压电构 件的破坏。另外，突起部8与摄像模块壳体6形成一体。通过这样，能够高精度地得到 弯曲位移构件1A， 1B的固定位置与位移限制单元8的位置。因此，能够较容易 进行对弯曲位移构件1A， 1B与突起部8的位置调整。这里，在图1中，突起部8形成为半圆柱的形状。然而，突起部8的形状不 限定为半圆柱的形状，只要是能够与垫片21抵接的形状即可。另外，在图l所示的结构中，在摄像模块壳体6的内壁上设置作为位移限制 单元的突起部8。然而，如果本驱动装置中的[位移限制单元]具有所谓限制弯曲 位移构件中的振动板的过弯曲位移的功能，则该结构或者形成位置没有限定。 例如，作为[位移限制单元]，也能够采用摄像模块壳体6的内壁面。g卩，通过将 摄像模块壳体6的内壁面与弯曲位移构件1A 1B之间的位置关系设定为当弯曲 位移构件1A ，1B的弯曲位移成为最大弯曲位移量时不与垫片21接触、而在超过 最大弯曲位移量并达到允许弯曲位移量之前与垫片21接触的位置关系，从而能 够使摄像模块壳体6的内壁面具有作为位移抑制单元的功能。总之，通过将弯 曲位移构件1A， 1B的支持位置优化成上述位置关系，从而能够代替图l所示的 突起部8而将摄像模块壳体6的内壁面作为位移限制单元。在本驱动装置中，弯曲位移构件1A，1B、弹性构件2、以及摩擦构件3是这 样配置，从而使得在与弯曲位移构件1A ，1B的弯曲位移方向垂直的方向上驱动 镜筒4。下面，来说明本驱动装置中的弯曲位移构件1A 1B、弹性构件2、以及 摩擦构件3的位置关系和镜筒4的驱动动作原理。(位置关系)图2(a)是表示本驱动装置中的弯曲位移构件lA 1B、弹性构件2、以及摩擦构件3的位置关系的侧视图。另外，图2(b)是表示本驱动装置的结构的俯视图。在图2(a)中，将连接弯曲位移构件lA与弹性构件2的点设定为连接点A(在图中用 X标记表示)，将连接弯曲位移构件1B与弹性构件2的连接点设定为连接点B(在 图中用X标记表示)。另外，将通过弯曲位移构件1A以及1B的中心、并且与长度 方向平行的线设定为假定线L1。另外，该假定线L1通过摩擦构件3。如图2(a)所示，弯曲位移构件IA. 1B—起排列配置在假定线L1上。换句话 说，通过弯曲位移构件1A的中心并且与长度方向平行的线、与通过弯曲位移构 件1B的中心并且与长度方向平行的线，是在同一假想线L1上重复配置的。另外，连接点A以及连接点B是这样配置，以使得连接这两点的假定线AB 与假定线L1交叉。另外，如同一图所示，连接点A相对于假定线L1配置在上侧。 另一方面，连接点B相对于假定线L1配置在下侧。另外，如图2(b)所示，因为弯曲位移构件1A在称为弯曲位移方向A的箭头 方向上发生位移，所以对弹性构件2的连接点A向着称为弹性构件位移方向A的 箭头方向激发位移矢量。另外，因为弯曲位移构件1B在称为弯曲位移方向B的 箭头方向上发生位移，所以对弹性构件2的连接点B向着称为弹性构件位移方向 B的箭头方向激发位移矢量(总之，对图2(a)的连接点A B在与纸面垂直的方向 上激发位移矢量)。另外，虽然对连接点A，B在上述以外的方向上也激发位移 矢量，但是由于与驱动的关系较小而省略说明。以下，来说明本驱动装置中的、由具有驱动电路7A"B的控制单元所产生 的驱动电压波形、与根据该驱动电压波形的镜筒4的光轴方向驱动工作原理。(工作原理l)首先，说明使摩擦构件3的前端(与镜筒4摩擦卡合的部分)进行椭圆驱动、 而在光轴方向上驱动镜筒4的动作例子。图6是表示对2片弯曲位移构件1A 1B 施加的驱动电压波形的一个例子的曲线图。图7(a) 图7(c)是用于说明根据图6 所示的驱动电压波形的摩擦构件3的前端部的椭圆驱动的说明图。图7(a) 图7(c) 是从图2(b)的箭头V的方向观察得到的图。在图6中，将施加在弯曲位移构件1A上的驱动电压波形设定为波形A，并 将施加在弯曲位移构件1B上的驱动电压波形设定为波形B。另外，波形A及B的 驱动电压波形分别从驱动电路7A及7B输出。如同一图所示，波形A及波形B形 成正弦波的驱动电压波形，形成相位相对偏移了90度的信号波形。这里，在图 7(a) 图7(c)中表示与图6所示的波形A ，B的(i) (ix)的时间点对应的连接点A及B的状态。如图7(a) 图7(c)所示，如果驱动波形A'B，则连接点A及B的位置沿(i) (ix)移动。总之，连接点A及B在图6的(i)的时间点上变为图7(a)的(i)的状态，在 图6的(ii)的时间点上变为图7(a)的(ii)的状态，图6的(iii)的时间点上变为图7(a) 的(iii)的状态，图6的(iv)的时间点上变为图7(a)以及图7(b)的(iv)的状态，图6的(v) 的时间点上变为图7(b)的(v)的状态，图6的(vi)的时间点上变为图7(b)以及图7(c) 的(vi)的状态，图6的(vii)的时间点上变为图7(c)的(vii)的状态，图6的(viii)的时 间点上变为图7(c)的(viii)的状态，并且在图6的(ix)的时间点上变为图7(c)的(ix) 的状态。通过将连接点A及B沿图7(a) 图7(c)所示的(i) (ix)的状态移动位移， 从而如图所示那样对摩擦构件3的前端部进行椭圆驱动。这里，如果将与镜筒4 接触时的摩擦构件3的前端部的位移方向称为驱动方向，则利用摩擦构件3勾住 镜筒4那样进行驱动，沿着由前端的旋转方向所决定的驱动方向进行驱动。在图6及图7(a) 图7(c)的例子中，摩擦构件3的前端是这样配置，使得利用 它的旋转位移(椭圆驱动)，从而使其与镜筒4接触或者离开。然而，并不仅限于 此上述例子。本驱动装置也可以是摩擦构件3的前端始终与镜筒4接触的结构。例如，也 可以用弹簧作为弹性构件2，是利用弹簧将摩擦构件3与镜筒4压紧的结构。或 者也可以是只将弯曲位移构件1A ，B向镜筒4侧的方向(被驱动体方向)牵拉规定 量并固定的结构。或者也可以是固定引导轴5以向摩擦构件3侧的方向压紧镜筒 4的结构。利用这样的结构施加预压力来进行配置，从而使摩擦构件3的前端始 终与镜筒4接触。然后，在这样的结构中，摩擦构件3的前端(虽然在弯曲位移构件1A， 1B、 弹性构件2、摩擦构件3等产生变形)互相激发与驱动方向相反的方向(逆驱动方 向)的直线位移，以代替椭圆旋转。因此，摩擦构件3在驱动方向位移中和逆驱 动方向位移中，向镜筒4压紧的力产生差异。总之，摩擦构件3的前端在驱动方 向的位移中向镜筒4压紧的力变大，而在逆驱动方向的位移中向镜筒4压紧的力 变小。结果在摩擦构件3与镜筒4之间产生静摩擦力的差异。因此，能够调整摩擦 构件3的摩擦系数以及预压力，从而使得当镜筒4向着驱动方向位移时摩擦构件 3的前端与镜筒4不会发生滑动，而当镜筒4向着逆驱动方向位移时摩擦构件3的 前端与镜筒4会发生滑动。于是，即使当镜筒4向着逆驱动方向位移时多少会发生拉回的情况，但是平均上来讲是向着驱动方向来驱动的。另外，也能够调整摩擦构件3的摩擦系数以及预压力，使得当镜筒4向着驱 动方向以及逆驱动方向发生位移时，摩擦构件3的前端与镜筒4发生滑动。这时， 在向着驱动方向位移时以及向着逆驱动方向位移时的两种情况下，作用于镜筒 4的驱动力都是由动摩擦力来决定的。即使在这样的情况下，因为摩擦构件3对 镜筒4的压紧力产生差异，所以驱动方向的动摩擦力变得比逆驱动方向的动摩 擦力要大。因此，即使镜筒4多少会有向逆驱动方向拉回的情况，但是平均上 来讲是向着驱动方向来驱动的。另外，在上述例子中，虽然作为驱动电压波形是以将相位偏移量作为90度 的正弦波波形为例来说明的，但是驱动电压波形并不特定限于正弦波，另外， 相位偏移量也不仅限于90度。(工作原理2)接着，以对摩擦构件3的前端(与镜筒4摩擦卡合的部分)进行圆弧驱动以使 得向着光轴方向驱动镜筒4的动作为例来进行说明。图8是表示向2片弯曲位移 构件1A， 1B施加的驱动电压波形的曲线图。图9(a)以及图9(b)是用于说明根据 图8所示的驱动电压波形的摩擦构件3的前端部的圆弧驱动的说明图。图9(a)以 及图9(b)是从图2(b)的箭头V的方向进行观察所得到的图。在图8中，将向弯曲位移构件1A所施加的驱动电压波形设定为波形A，并 且将向弯曲位移构件1B所施加的驱动电压波形设定为波形B。另外，波形A以 及B的驱动电压分别从驱动电路7A以及7B输出。如同一图所示，波形A与波形B 形成锯齿状的驱动电压波形，形成相位相对相差180度的信号波形。这里，在 图9(a)以及图9(b)中表示图8所示的波形A ，B的(i) (v)的时间点所对应的连接点 A以及B的状态。如图9(a)以及图9(b)所示，如果驱动波形A *B，则连接点A及B的位置沿(i) (v)移动。总之，连接点A及B在图8的(i)的时间点上变为图9(a)的(i)的状态，在 图8的(ii)的时间点上变为图9(a)的(ii)的状态，图8的(iii)的时间点上变为图9(a) 以及图9(b)的(iii)的状态，图8的(iv)的时间点上变为图9(b)的(iv)的状态，图8的(v) 的时间点上变为图9(b)的(v)的状态。通过连接点A及B在图9(a)以及图9(b)所示 的(i) (v)状态下移动位移，从而对摩擦构件3的前端部如图所示那样进行圆弧 驱动。这时，因为利用图8所示的锯齿状的驱动电压波形来对摩擦构件3的前端部进行圆弧驱动，所以在驱动方向的角速度和逆驱动方向的角速度之间产生差异(即，向着(i) (iii)状态移动的角速度相对较慢，而向着(iii ) (v)状态移动的角 速度相对较快)。另外，通过适当地设定驱动电压波形，也能够使摩擦构件3的前端在驱动 方向的角速度与逆驱动方向的角速度之间产生差异。即，能够设定驱动电压波 形，使得向着(i) (iii)状态移动(驱动方向)的角速度相对较慢，而向着(iii) (v) 状态移动(驱动方向)的角速度相对较快。因此，通过调整摩擦构件3的摩擦系数 等，能够使得在驱动方向上，向摩擦构件3与镜筒4的接触点上所施加的力不可 能超过摩擦构件3与镜筒4之间的静摩擦力，而摩擦构件3的前端与镜筒4之间不 会发生滑动。另一方面，能够使得在逆驱动方向上，因为向摩擦构件3与镜筒4 的接触点所施加的力比摩擦构件3与镜筒4之间的静摩擦力要大，所以摩擦构件 3的前端与镜筒4之间会发生滑动。于是，结果在驱动方向的驱动力与逆驱动方 向的驱动力之间产生差异，在驱动方向上驱动镜筒4。另外，能够对摩擦系数等进行调整，使得在驱动方向以及逆驱动方向的两 个方向上，摩擦构件3的前端与镜筒4之间发生滑动。在这种情况下，驱动方向 的驱动力以及逆驱动方向的驱动力是由动摩擦力所决定的，变成相同的力。然 而，因为根据图8所示的驱动电压波形，将驱动方向的位移时间设定得较长， 而将逆驱动方向的位移时间设定得较短，所以驱动方向的动摩擦力起作用的时 间比逆驱动方向的动摩擦力起作用的时间要长。因此，结果在驱动方向上驱动 镜筒4。本驱动装置也可以是使摩擦构件3的前端始终与镜筒4接触的结构。例如， 也可以是作为弹性构件2应用弹簧、并利用弹簧将摩擦构件3压紧在镜筒4上的 结构。或者也可以是只将弯曲位移构件1A B向镜筒4侧的方向(被驱动体方向) 牵拉规定量并固定的结构。或者也可以是固定引导轴5以向摩擦构件3侧的方向 压紧镜筒4的结构。利用这样的结构施加预压力来进行配置，从而使摩擦构件3 的前端始终与镜筒4接触。于是，在这样的结构中，取代使摩擦构件3的前端进行圆弧旋转，而是(在 弯曲位移构件1A，1B、弹性构件2、摩擦构件3等上产生变形)互相激发与驱动 方向相反的方向(逆驱动方向)的直线位移。即使在这种情况下，利用与工作原 理l中所说明的相同原理，当然也能够驱动镜筒4。另外，如上所述，因为弹性构件是这样连接，以使得将连接点A的中心与连接点B的中心连接的假定线、和与长度方向平行的假定线相交(理想上为垂 直)，所以能够利用弯曲位移构件1A， 1B的位移在光轴方向上旋转驱动或者圆弧(直线)驱动摩擦构件的前端。然后，通过将2片弯曲位移构件1A， 1B的连接 部进行弯曲，作为角落(理想上为90度)进行配置，在利用2片弯曲位移构件所形 成的假想扇形空间区域内配置镜筒4的一部分，并且在壳体6的壁面上配置弯曲 位移构件1A'1B，从而能够实现驱动装置的小型化，并降低高度。这时，不需 要完全沿着壳体6的壁面，当然只要根据壳体6内的空余空间而适当地进行配置 即可。[第2实施形态]本发明的其它实施形态是根据图3进行说明的，具体如下所述。图3是表示 实施形态的驱动装置(下面，记为本驱动装置)的结构的立体图。另外，为了便 于说明，对于与上述第l实施形态的附图中所示的构件具有相同功能的构件， 标有相同的标号，并且省略其说明。另外，因为本驱动装置的驱动原理与上述 第l实施形态中所说明的驱动原理是相同的，所以省略其说明。在上述的第l实施形态的驱动装置中，突起部8是与摄像模块壳体6形成为 一体的结构。与此不同的是，本驱动装置如图3所示，是突起部8'与摄像模块壳 体6作为不同构件而构成的结构。如图3所示，本驱动装置是将构成突起部8'的构件安装在摄像模块壳体6的 内壁上而得到的结构。而且，构成突起部8'的构件成为弹性构件或者缓冲构件。 一般来说，在驱动装置中，摄像模块壳体6为了保持强度，要采用由刚性较高 的树脂材料等来构成。因此，第1实施形态的驱动装置中的突起部8由这样的刚 性较高的树脂材料来构成。与此不同的是，本驱动装置中的突起部8'与摄像模 块壳体6形成为不同的构件，可以由吸收缓冲的弹性构件或者缓冲构件来构成。 因此，本驱动装置与第l实施形态的驱动装置相比较，能够更好地缓和由于碰 撞而引起的冲击。[第3实施形态〗本发明的其它实施形态是根据图4进行说明的，具体如下所述。图4是表示 本实施形态的驱动装置(下面，记为本驱动装置)的结构的立体图。另外，为了 便于说明，对于与上述第l实施形态的附图中所示的构件具有相同功能的构件， 标有相同的标号，并且省略其说明。另外，因为本驱动装置的驱动原理与上述 第l实施形态中所说明的驱动原理是相同的，所以省略其说明。本驱动装置如图4所示，是在垫片21上形成突起部8"而构成的。该突起部8" 是通过将弯曲位移构件1A，1B上的垫片21向摄像模块壳体6—侧弯曲而形成的。 利用该弯曲，突起部8"具有弹性功能(弹簧特性)。因此，在本驱动装置中，当 弯曲位移构件1A ，1B超过最大弯曲位移量而发生过弯曲位移时，垫片21受到与 突起部8"的弹簧特性相应的减速，与突起部8"抵接。因此，本驱动装置与第l实 施形态的驱动装置相比较，能够抑制弯曲位移构件1A， 1B的破坏。以上说明是应用于小型摄像模块的焦点调整机构的情况下的一个例子，并 不仅限于此该结构，只要是釆用弯曲位移构件的驱动装置，则怎样的结构都可 以，都是不脱离本发明范围的。另外，在实施形态中，作为位移限制单元所表示的是在摄像模块壳体6— 侧设置突起部的结构、以及在摄像模块壳体6与垫片2的两者上设置突起部的结 构，但是本发明的驱动装置并不仅限于这些结构。本发明的驱动装置也可以是 只在垫片21—侧上设置突起部8"的结构。本发明不仅限定于上述的各实施形态，在权利要求所示的范围中能够进行 各种变更，对于不同的实施形态所分别揭示的技术单元进行适当的组合而得到 的实施形态也包含在本发明的技术范围中。本发明的驱动装置如上所述，因为具有一种位移限制单元，当将驱动被驱 动体所必须的弯曲位移构件的弯曲位移量之中最大的位移量设定为最大弯曲 位移量时，将该位移限制单元配置在不与超过上述最大位移量而发生过弯曲位 移的弯曲位移构件中的压电构件接触的位置上，并且对弯曲位移构件中的振动 板的过弯曲位移进行限制，所以具有的效果是，能够实现在确保压电元件的振 动位移的情况下、得到足够的耐冲击性能并且不会破坏压电元件的驱动装置。另外，在本发明的驱动装置中，在将上述弯曲位移构件单体中比所允许的弯曲的上述最大位移量要大的位移量设定为允许弯曲位移量时，最好上述位移 限制单元对形成比上述允许弯曲位移量要小的位移量的振动板的过弯曲位移进行限制。如果采用上述结构，则当由于碰撞等使弯曲位移构件超过最大弯曲位移量 而发生过弯曲位移时，在弯曲位移构件的弯曲位移达到所允许弯曲位移量之 前，位移限制单元对振动板的过弯曲位移进行限制。因此，能够防止压电构件 破坏。另外，在本发明的驱动装置中，也可以具有支持上述弯曲位移构件的一部分的支持构件，在上述支持构件上设置向弯曲位移构件一侧突出的第l突起部 作为上述位移限制单元，。另外，在本发明的驱动装置中，最好上述第l突起部配置在不与发生过弯 曲位移的弯曲位移构件中的压电构件接触的位置上，而且配置在与振动板的一 部分接触的位置上。如果采用上述结构，则当由于碰撞等使弯曲位移构件超过最大弯曲位移量 而发生过弯曲位移时，第l突起部与振动板的一部分接触(抵接)。另外，这时， 第l突起部不与发生过弯曲位移的弯曲位移构件中的压电构件接触。因此，如 果采用上述结构，则能够实现在确保压电元件的振动位移的情况下、得到足够 的耐冲击性能并且不破坏压电元件的驱动装置。另外，在本发明的驱动装置中，最好上述第l突起部由弹性体或者缓冲构 件来构成。通过这样，当弯曲位移构件由于碰撞等的冲击而发生较大的位移并超过最 大弯曲位移量时，能够缓和由于第l突起部与振动板之间的碰撞而引起的冲击。另外，在本发明的驱动装置中，也可以对上述振动板设置作为上述位移限 制单元的第2突起部。另外，在本发明的驱动装置中，最好上述第2突起部具有弹性结构。如果采用上述结构，则当弯曲位移构件超过最大弯曲位移量而发生过弯曲 位移时，振动板会受到与第2突起部的弹簧特性相应的减速。因此，如果采用 上述结构，则能够抑制弯曲位移构件破坏。另外，在本发明的驱动装置中，也可以形成下述的结构，即，具有作为 上述弯曲位移构件的第1及第2弯曲位移构件；以及与第1及第2弯曲位移构件连 接、并且利用第1及第2弯曲位移构件的弯曲位移与被驱动体接触而且在与弯曲 位移构件的弯曲位移方向垂直的方向上驱动该被驱动体的驱动构件，分别对应第1及第2弯曲位移构件具有上述位移限制单元。因为本驱动装置能够实现装置的小型化，并降低高度，所以能够适用于例 如照相机的摄影透镜等、光学装置中的透镜的驱动。另外，本发明的详细说明项中所示的具体的实施形态或者实施例最终只是 用于阐明本发明的技术内容的，并不是仅限定于那样的具体例子而狭义地进行 解释的，在本发明的精神与下述的权利要求事项的范围内，是能够进行各种变 更并实施的。
权利要求
1.一种驱动装置，该驱动装置具有包括利用电控制进行伸缩的压电构件(22X·22Y)以及比所述压电构件大的振动板(21)、并且粘合所述压电构件与所述振动板而成的弯曲位移构件(1A·1B)，将该弯曲位移构件作为驱动源来驱动被驱动体(4)，其特征在于，还具有位移限制单元(8)，当将驱动被驱动体所必需的弯曲位移构件的弯曲位移量之中最大的位移量作为最大弯曲位移量时，将该弯曲位移构件配置在不与超过所述最大位移量而发生过弯曲位移的弯曲位移构件中的压电构件接触的位置上，并且限制弯曲位移构件中的振动板的过弯曲位移。
2. 如权利要求l中所述的驱动装置，其特征在于，当将所述弯曲位移构件(1A 1B)单体上比允许弯曲的所述最大位移量要大 的位移量作为允许弯曲位移量时，所述位移限制单元(8)对位移量小于所述允许弯曲位移量的振动板(21)的过 弯曲位移进行限制。
3. 如权利要求1或2中所述的驱动装置，其特征在于， 具有支持所述弯曲位移构件的一部分的支持构件(6)，在所述支持构件上设置向弯曲位移构件(1A 1B)—侧突出的第1突起部(8)作 为所述位移限制单元(8)，。
4. 如权利要求3中所述的驱动装置，其特征在于，所述第1突起部(8)配置在不与发生过弯曲位移的弯曲位移构件(1A 1B)中的 压电构件(22X 22Y)接触的位置上，而且配置在与振动板(21)的一部分接触的位置上。
5. 如权利要求3或4中所述的驱动装置，其特征在于， 所述第1突起部(8)是由弹性体或者缓冲构件所构成的。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的驱动装置，其特征在于， 在所述振动板上设置作为所述位移限制单元(8)的第2突起部(8")。
7. 如权利要求6中所述的驱动装置，其特征在于，所述第2突起部(8")具有弹性结构。
8.如权利要求1至7中任一项所述的驱动装置，其特征在于，具有作为所述弯曲位移构件的第1及第2弯曲位移构件(1A 1B);以及 与第1及第2弯曲位移构件连接并且利用第1及第2弯曲位移构件的弯曲位移与被驱动体(4)接触、从而在与弯曲位移构件的弯曲位移方向垂直的方向上对该被驱动体进行驱动的驱动构件(2 3)，分别对应第1及第2弯曲位移构件而具有所述位移限制单元(8)。
全文摘要
为了实现在确保压电元件的振动位移的情况下、得到足够的耐冲击性能并且不会破坏压电元件的驱动装置，本发明的驱动装置具备具有利用电控制进行伸缩的压电构件(22X·22Y)以及比所述压电构件大的振动板(21)、并粘合所述压电构件与所述振动板而成的弯曲位移构件(1A·1B)，是将该弯曲位移构件(1A·1B)作为驱动源来驱动镜筒(4)的驱动装置。而且，因为具有突起部(8)，当将驱动镜筒(4)所必需的弯曲位移构件(1A·1B)的弯曲位移量之中最大的位移量作为最大弯曲位移量时，该突起部(8)配置在不与超过该最大弯曲位移量而发生过弯曲位移的弯曲位移构件(1A·1B)中的压电构件(22X·22Y)接触的位置上，而且对弯曲位移构件(1A·1B)中的垫片(21)的过弯曲位移进行限制，所以能够得到足够的耐冲击性能，并且不会破坏压电元件。
文档编号G02B7/04GK101247095SQ200810009799
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者西冈澄人 申请人:夏普株式会社