CN101379689B - 压电驱动装置、摄像装置和移动终端装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动装置，其具有改进的冲击抗性并可以实现其中安装有该驱动装置的装置的小型化和薄型化。该驱动装置包括压电元件；配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端。该压电元件和该配重相互接触并沿该压电元件的伸缩方向具有空间交叠，且该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和该配重在该接触面内相互接触。

Description

压电驱动装置、摄像装置和移动终端装置

技术领域

本发明涉及采用电机换能器元件例如压电元件的驱动装置。本发明还涉及装备有该驱动装置的摄像装置例如相机，且还涉及装备有该摄像装置的移动终端。

背景技术

采用压电元件的传统驱动装置的例子描述于专利文献1。专利文献1所描述的驱动装置设置有变焦镜头的两个镜头组以及用于驱动其的相应驱动装置，从而有效地利用该镜头组的相互移动所需要的光轴方向区域，该区域尚未被利用。

这种构造使得可以减小镜头驱动机构沿光轴方向的尺寸。具体而言描述了，通过将用于镜头组的两个驱动装置布置成彼此相对从而沿光轴方向交叠，镜头驱动机构的进一步尺寸减小则变得可能(见专利文献1)。

专利文献2描述了一种驱动装置，通过向压电元件供给锯齿波驱动电压而使压电元件急剧伸缩。

图16示出使用压电元件的驱动装置的一个例子的示意性结构图。图16所示的驱动装置100包含压电元件103、设置于压电元件103的一端上的配重(weight)102、以及设置于压电元件103的另一端上的驱动轴104。这些材料通过粘合剂等而相互粘合固定。

驱动轴104设置有接合件(移动体)从而从轴的两侧抓持该轴。这里，该接合件包括滑块107、固持件105和弹簧106，该弹簧106作为推进装置使滑块107和固持件105与驱动轴摩擦接合。

压电元件103是通过堆叠(叠置)锆钛酸铅(下文称为“PZT”)的压电元件而构成。PZT的例子为厚度约50μm且直径Φ为1.8mm的薄片形状。银、钯等电极被设置以向其两侧传递电场。当60层的这种薄片被堆叠时，总厚度为约3.5mm。

配重102是由直径Φ为3mm且长度为1mm的高密度金属例如钨制成。驱动轴104是由直径Φ为1mm且长度为4mm的长碳纤维制成，该碳纤维沿轴向对齐并以环氧树脂为固定剂来固定。

配重102构造成具有大致上对称的形状，如图16所示，且其重心G2位于其中心部。驱动轴104也具有大致上对称的形状且其重心G1位于其中心部。

通过供给锯齿波驱动电压到该压电元件103，附着到压电元件的驱动轴急剧伸缩，且摩擦保持到该驱动轴的移动体重复“滑动”和“不滑动”并变得可移动(见专利文献2)。

专利文献1：JP-A-2002-131611(第3-4页，图6)

专利文献2：JP-A-2002-218773(第3-4页，图1和3)

作为驱动装置100的应用例，图17示出采用驱动装置100的摄像装置120的示意性结构图。如图17所示，摄像装置120包含沿光轴布置于框架125内的非球面镜头121、光学过滤器123和半导体摄像元件124。镜头121由镜筒122固持，且与驱动装置100的驱动轴104接合的接合件127设置在镜筒122的一部分内。

镜筒122藉由驱动装置100而是可移动的，其中驱动轴104布置成平行于光轴。这使得镜筒122可沿光轴方向移动，使得相对于到对象的距离可以精确地将对象聚焦在摄像元件124的摄像面上。

发明内容

本发明解决的问题

在图16所示的采用压电元件的驱动装置中，例如当由于落下使得从驱动装置的外部施加冲击力时，力作用于配重102的重心G2，且力矩在粘合固定面产生于该配重和压电元件103一端之间。该力矩在该粘合固定面作为剪切力。因此，当该冲击力大或者当重心和粘合固定之间的距离大时，该剪切力更大。这会导致粘合固定的剥离，其原因为故障或者噪声。

此外，上述驱动装置具有这样的布置，其中驱动轴、压电元件和配重沿压电元件的伸缩方向线性地布置，且除了驱动轴移动所需的距离之外，该驱动轴还需要摩擦保持的接合件长度的距离。因此，驱动装置的总长度必然长。当传统驱动装置用于自动聚焦机构或者变焦机构时，其中在这种机构中摄像装置的镜头移动，需要在框架的一部分内形成凸部，如图17所示的摄像装置120的部分C的情形，从而保证充分的移动距离。这成为装置中厚度减小的障碍。

此外，类似地，例如当由于落下使得从驱动装置的外部施加冲击力时，力作用于配重102的重心G2，且力矩在粘合固定面产生于该配重和压电元件103一端之间。该力矩在该粘合固定面作为剪切力。因此，当该冲击力大或者当重心和粘合固定之间的距离大时，该剪切力更大。这会导致粘合固定的剥离，其原因为故障或者噪声。

在如图16所示的采用压电元件的驱动装置中，驱动件、压电元件和配重沿压电元件的伸缩方向线性地布置。除了驱动件移动所需的距离之外，该驱动件要求摩擦保持的接合件的长度得到保证，使得总长度必然长。因此，当该压电驱动装置用于自动聚焦机构或者变焦机构时，其中在这种机构中镜头移动，该装置要求的长度为将接合件的长度加上沿光轴方向移动所需的距离，如图17所示的摄像装置120的部分C的情形。这成为搭载该压电驱动装置的装置或设备中厚度减小的障碍。

本发明已经达成了上述事项，且本发明的目的是提供一种驱动装置，该驱动装置实现了冲击抗性的改善以及该装置或设备的尺寸减小和厚度减小。

解决问题的手段

相应地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该压电元件和配重接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠，且该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和配重在该接触面内接触。

这种构造使得配重的重心可以置于压电元件的一个端部的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置，几乎没有力矩形成且在压电元件和配重之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置，仍可以防止在配重和压电元件之间的端部发生剥离。再者，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件，其具有凹部；配重，其具有沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端的平坦部和容纳在该压电元件的凹部内的凸部；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和配重在该接触面内接触。

这种构造使得配重的重心可以置于压电元件的一个端部的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置，几乎没有力矩形成且在压电元件和配重之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置，仍可以防止在配重和压电元件之间的端部发生剥离。再者，配重的凸部容纳在压电元件的凹部内。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，其具有用于容纳该压电元件的一部分的凹部，该配重在该凹部的底面沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和配重在该接触面内接触。

这种构造使得就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。因此，该压电元件的制作变得容易。再者，配重覆盖压电元件的外部形状，并因此可以保护该压电元件。也就是说，这种构造具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件受损。此外，与前述发明相似，这种构造使得配重的重心可以置于压电元件的一个端部的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置，几乎没有力矩形成且在压电元件和配重之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置，仍可以防止在配重和压电元件之间的端部发生剥离。再者，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

在本发明的驱动装置中，该压电元件和配重可以彼此大致上同轴地布置。

这种构造可以减小由压电元件收缩而在配重内产生的力矩，且使得旋转运动发生的可能性减小，该旋转运动具有与压电元件的伸缩方向正交的分量。因此可以防止噪声的产生而不降低效率。

此外，本发明的摄像装置包括：驱动装置，该驱动装置包括压电元件、配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端、以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该压电元件和配重接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠，且该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和配重在该接触面内接触；接合件，用于接合该驱动件和镜筒，该镜筒用于固持镜头；以及摄像元件，用于将来自该镜头的光转换成电信号，其中该镜筒根据该压电元件的伸缩而沿该镜头的光轴方向移动。

一般而言，在光学***中具有移动件的摄像装置中，摄像装置的厚度严重依赖于在光学***内沿光轴方向移动的部件的，而不是依赖于光学***的光学路径长度；然而，这种构造可以缩短该部件的长度并实现摄像装置的厚度减小。此外，配重的重心的位置位于与配重固定到压电元件的平面几乎相同的平面内。因此，从外部施加的冲击力引起的力矩产生可以减小，且冲击抗性性能因此可以改善。

在本发明的摄像装置中，通过用于固持镜头的该镜筒沿光轴方向的移动，该摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸。因此可以减小具有变焦镜头的摄像装置的尺寸。此外，在变焦镜头中，由于多个镜头组需要独立地移动，设计的自由度趋于减小。然而，这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸，因此可以增强包括布置的设计的自由度。

此外，本发明的移动终端装置包括如上所述的摄像装置。

这种构造改善移动终端装置的冲击抗性性能。具体而言，该压电元件和配重布置成相对于压电元件的伸缩方向具有交叠，且因此，由于施加到相应边界面的冲击力导致的力矩可以减小，即使落下冲击等施加到该移动终端装置，因为其中镜头移动的该摄像装置的部分的长度缩短。因此，该移动终端装置的冲击抗性性能可以改善，且可靠性增加。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该驱动件和该压电元件接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

在这种构造中，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该驱动件具有相对于该压电元件的伸缩方向用于容纳该压电元件的至少一部分的凹部。

在这种构造中，压电元件的一部分容纳在该压电元件的凹部内。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

在本发明的驱动装置中，该驱动件的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和驱动件在该接触面内接触。

这种构造使得驱动件的重心可以置于与压电元件的结合面的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置，几乎没有力矩形成且在压电元件和驱动件之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置，仍可以防止在驱动件和压电元件之间的端部发生剥离。

在本发明的驱动装置中，该压电元件和配重接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

这种构造中，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

在本发明的驱动装置中，该配重具有相对于该压电元件的伸缩方向用于容纳该压电元件的至少一部分的凹部。

在这种构造中，压电元件的一部分容纳在该配重的凹部内。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。此外，这种构造使得就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。再者，配重覆盖压电元件的外部形状，并因此可以保护该压电元件。也就是说，这种构造具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件受损。

在本发明的驱动装置中，该配重的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和配重在该接触面内接触。

这种构造使得配重的重心可以置于与压电元件的结合面的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置，几乎没有力矩形成且在压电元件和配重之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置，仍可以防止在配重和压电元件之间的端部发生剥离。

在本发明的驱动装置中，该驱动件、压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

这种构造可以减小由压电元件收缩而在配重内产生的力矩，且使得旋转运动发生的可能性减小，该旋转运动具有与压电元件的伸缩方向正交的分量。因此可以防止噪声的产生而不降低效率。

此外，本发明的摄像装置可包括：驱动装置，该驱动装置包括压电元件、配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端、以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该驱动件和该压电元件接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠；接合件，用于接合该驱动件和镜筒，该镜筒用于固持镜头；以及摄像元件，用于将来自该镜头的光转换成电信号，其中该镜筒根据该压电元件的伸缩而沿该镜头的光轴方向移动。

备选地，在上述驱动装置中，该驱动件的重心置于包含接触面的平面的附近，该压电元件和驱动件在该接触面内接触。

一般而言，在光学***中具有移动件的摄像装置中，摄像装置的厚度严重依赖于在光学***内沿光轴方向移动的部件的，而不是依赖于光学***的光学路径长度；然而，这种构造可以缩短该部件的长度并实现摄像装置的厚度减小。此外，配重的重心的位置位于与配重固定到压电元件的平面几乎相同的平面内。因此，从外部施加的冲击力引起的力矩产生可以减小，且冲击抗性性能因此可以改善。

在本发明的摄像装置中，通过用于固持镜头的该镜筒沿光轴方向的移动，该摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸。因此可以减小具有变焦镜头的摄像装置的尺寸。此外，在变焦镜头中，由于多个镜头组需要独立地移动，设计的自由度趋于减小。然而，这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸，因此可以增强包括布置的设计的自由度。

此外，本发明的移动终端装置包括如上所述的摄像装置。

这种构造改善移动终端装置的冲击抗性性能。具体而言，该压电元件和配重布置成相对于压电元件的伸缩方向具有交叠，且因此，由于施加到相应边界面的冲击力导致的力矩可以减小，即使落下冲击等施加到该移动终端装置，因为其中镜头移动的该摄像装置的部分的长度缩短。因此，该移动终端装置的冲击抗性性能可以改善，且可靠性增加。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该驱动件和该配重接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

在这种构造中，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件，其具有凹部；配重，其具有沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端的平坦部和容纳在该压电元件的凹部内的凸部；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端。

在这种构造中，配重的凸部容纳在该压电元件的凹部内。因此，压电元件和配重的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

备选地，本发明的驱动装置包括：压电元件；配重，其具有用于容纳该压电元件的一部分的凹部，该配重在该凹部的底面沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端；以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端。

此外，这种构造使得就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。因此，压电元件的制作变得容易。再者，配重覆盖压电元件的外部形状，并因此可以保护该压电元件。也就是说，这种构造具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件受损。此外，压电元件和配重具有交叠。因此，压电元件的长度和配重的长度累加的纵向尺寸可以缩短，且驱动装置整体可以更小。

在本发明的驱动装置中，该压电元件和配重可以彼此大致上同轴地布置。

这种构造可以减小由压电元件收缩而在配重内产生的力矩，且使得旋转运动发生的可能性减小，该旋转运动具有与压电元件的伸缩方向正交的分量。因此可以防止噪声的产生而不降低效率。

此外，本发明的摄像装置可包括：驱动装置，该驱动装置包括压电元件、配重，沿该压电元件的伸缩方向紧固到该压电元件的一端、以及驱动件，紧固到该压电元件的另一端，其中该压电元件和配重接触从而相对于该压电元件的伸缩方向具有空间交叠；接合件，用于接合该驱动件和镜筒，该镜筒用于固持镜头；以及摄像元件，用于将来自该镜头的光转换成电信号，其中该镜筒根据该压电元件的伸缩而沿该镜头的光轴方向移动。

一般而言，在光学***中具有移动件的摄像装置中，摄像装置的厚度严重依赖于在光学***内沿光轴方向移动的部件的，而不是依赖于光学***的光学路径长度；然而，这种构造可以缩短该部件的长度并实现摄像装置的厚度减小。

在本发明的摄像装置中，除了上述构造之外，通过用于固持镜头的该镜筒沿光轴方向的移动，该摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸。因此可以减小具有变焦镜头的摄像装置的尺寸。此外，在变焦镜头中，由于多个镜头组需要独立地移动，设计的自由度趋于减小。然而，这种构造可以减小缩放机构部件的尺寸，因此可以增强包括布置的设计的自由度。

此外，本发明的移动终端装置包括如上所述的摄像装置。

这种构造改善移动终端装置的冲击抗性性能。具体而言，该压电元件和配重布置成相对于压电元件的伸缩方向具有交叠，且因此，由于施加到相应边界面的冲击力导致的力矩可以减小，即使落下冲击等施加到该移动终端装置，因为其中镜头移动的该摄像装置的部分的长度缩短。因此，该移动终端装置的冲击抗性性能可以改善，且可靠性增加。

本发明的优点

本发明的驱动装置可以实现了冲击抗性的改善以及该装置或设备的尺寸减小和厚度减小。

附图说明

图1为示出第一实施例的驱动装置1的主要部件的断面图。

图2A为示出第二实施例的驱动装置21的主要部件的断面图，以及图2B为示出该驱动装置的变型例的主要部件的断面图。

图3为示出第三实施例的摄像装置30的主要部件的断面图。

图4为第四实施例的移动终端装置40的正面图。

图5A为第四实施例的移动终端装置40的侧面图，以及图5B为传统移动终端装置50的侧面图。

图6为示出第五实施例的驱动装置1001的主要部件的断面图。

图7A为示出第六实施例的驱动装置1021的主要部件的断面图，以及图7B为示出该驱动装置的变型例的主要部件的断面图。

图8为示出第七实施例的摄像装置1030的主要部件的断面图。

图9为第八实施例的移动终端装置1040的正面图。

图10A为第八实施例的移动终端装置1040的侧面图，以及图10B为传统移动终端装置50的侧面图。

图11为示出第九实施例的驱动装置2001的主要部件的断面图。

图12A为示出第十实施例的驱动装置2021的主要部件的断面图，以及图12B为示出该驱动装置的变型例的主要部件的断面图。

图13为示出第十一实施例的摄像装置2030的主要部件的断面图。

图14为第十二实施例的移动终端装置2040的正面图。

图15A为第十二实施例的移动终端装置2040的侧面图，以及图15B为传统移动终端装置50的侧面图。

图16为示出使用传统压电元件的驱动装置的示意性结构图。

图17为搭载传统驱动装置的摄像装置的示意性结构图。

符号说明

1驱动装置

2配重

3压电元件

4驱动轴

5固持件

6弹簧

7滑块

9空间

10间隙

21驱动装置

22配重

23压电元件

27接合件

30摄像装置

31驱动装置

32配重

33压电元件

34光学过滤器

35框架

36半导体摄像元件

37镜筒

38非球面镜头

40移动电话装置

41上框架

42下框架

43扬声器

44显示屏幕

45铰接

46天线

47输入键

48传声器

51上框架

100驱动装置

102配重

103压电元件

104驱动轴

105固持件

106弹簧

107滑块

120摄像装置

121非球面镜头

122镜筒

123光学过滤器

124半导体摄像元件

125框架

127接合件

1001驱动装置

1002配重

1003压电元件

1004驱动轴

1005固持件

1006弹簧

1007滑块

1021驱动装置

1022配重

1023压电元件

1024驱动轴

1027接合件

1030摄像装置

1031驱动装置

1032配重

1033压电元件

1034光学过滤器

1035框架

1036半导体摄像元件

1037镜筒

1038非球面镜头

1039驱动轴

1040移动电话装置

1041上框架

1042下框架

1043扬声器

1044显示屏幕

1045铰接

1046天线

1047输入键

1048传声器

2001驱动装置

2002配重

2002a配重

2002b配重

2003压电元件

2003a压电元件

2003b压电元件

2004驱动轴

2005固持件

2006弹簧

2007滑块

2009空间

2010间隙

2021驱动装置

2022配重

2023压电元件

2027接合件

2030摄像装置

2031驱动装置

2032配重

2033压电元件

2034光学过滤器

2035框架

2036半导体摄像元件

2037镜筒

2038非球面镜头

2040移动电话装置

2041上框架

2042下框架

2043扬声器

2044显示屏幕

2045铰接

2046天线

2047输入键

2048传声器

A镜头的光轴

B压电元件的移动轴

具体实施方式

接着参考附图解释本发明的实施例。

第一实施例

下面，参考附图描述本发明的该实施例的驱动装置。图1为示出本发明第一实施例的驱动装置1的主要部件的断面图。

图1所示的第一实施例的驱动装置1包含压电元件3、设置于压电元件3的一个端侧上的配重2、以及设置于压电元件3的另一端侧上的驱动轴4，每个部件通过粘合剂(未示出)粘合固定。

压电元件3例如是通过堆叠(叠置)锆钛酸铅(下文称为“PZT”)的压电元件而构成。第一实施例的压电元件3包括一体构造的部分3a和中央中空部分3b。在部分3a，堆叠圆盘状PZT，以及在部分3b，堆叠圆环状PZT。换言之，压电元件3的形状为具有特定深度的圆柱状空间9。

设置于压电元件3的一个端侧上的配重2是由高密度金属例如钨形成，且形成为阶梯形状。具有较小直径的其一部分形成为可以相应地***空间9内的形状。配重2在具有较大直径的阶梯部2b粘合固定到压电元件3。这种情况下，间隙10需要设置于压电元件3和配重2的较小直径部分2a的末端部之间。

这使得配重2可以置于压电元件3的端部，且因此配重2等效于机械折返的配重2。此外，压电元件3和配重2布置成相互同轴。具体而言，例如，配重2的阶梯部2b形成为直径Φ为3.5mm且长度为0.48mm，较小直径部2a形成为直径Φ为1.8mm且长度为0.98mm。压电元件3形成为外径Φ为3.2mm且长度为1.5mm，且空间9形成为Φ为2mm且长度为1.0mm。

驱动轴4是由直径Φ为1.0mm且长度为4.0mm的长碳纤维制成，该碳纤维沿轴向对齐并以环氧树脂为固定剂来固定以改善耐磨性。

采用这种构造，配重2的重心G置于压电元件3和配重2粘合固定的接触面与共轴D的交点的附近，如图1所示。

驱动轴4设置有接合件从而从轴的两侧抓持该轴。这里，该接合件包括滑块7、固持件5和弹簧6，弹簧6作为推进装置使滑块7和固持件5与驱动轴摩擦接合。

接着讨论驱动装置1的操作。通过未示出的包含H电桥的驱动电路，例如锯齿波的驱动电压施加到驱动装置1的压电元件3。随着驱动电压增大，压电元件3沿图1的伸展方向变型(朝图左侧)。随着驱动电压逐渐增大，压电元件3缓慢地伸张，且相应地，驱动轴4朝左侧缓慢地位移。

驱动轴4和接合件通过静摩擦位移，同时保持相互接合成同一位置关系。也就是说，随着电压逐渐增大，接合件朝图左侧位移。

接着，当驱动电压沿相反方向急剧变化时，压电元件3急剧收缩，且相应地，驱动轴4朝右侧迅速位移。此时，接合件克服与驱动轴4的摩擦并在该位置保持不动(根据惯性原理)。结果，接合件相对于驱动轴4朝左侧移动。如此重复，该接合件可以连续地移动。

通过使电压施加反向或者反转驱动波形，可以实现移动方向的改变。在本实施例中，如前所述驱动电路为H电桥。这是方便的，因为所施加的电压的极性可以容易地反转。尽管可以通过许多方法改变电压波形、施加方法以及所施加的电压的时间间隔，不过重要的是，必需根据实际***从各种特性例如效率、移动速度和噪声来优化。

这样，第一实施例的驱动装置1使得接合件可以移动。再者，即使冲击力从外部施加到驱动装置1，几乎没有力矩形成且在压电元件3和配重2之间的粘合固定面的剪切力可以减小，因为配重2的重心G设置于压电元件3的一个端部的附近。结果，即使大冲击力施加到驱动装置1，仍可以防止在配重2和压电元件3之间的端部发生剥离。再者，由于压电元件3和配重2布置成相互同轴，因此可以减小由于压电元件3伸缩导致的在配重2内形成的不需要的力矩。因此，可以防止发生振动和噪声。

再者，第一实施例的驱动装置1使得可以减小压电元件3和配重2的总纵向尺寸，因为配重2的较小直径部分具有可以相应地***压电元件3的空间9内的形状，尽管驱动轴4具有相同形状。具体而言，压电元件3和配重2的总纵向尺寸从3mm减小至约2mm，缩短了1mm。结果，驱动装置1整体可以小型化，且采用驱动装置1的摄像装置也可以小型化和薄型化。

尽管通过改变压电元件和配重的形状可以恰当地改变具体尺度，不过期望在该改变前后该压电元件和配重的体积应几乎不变。

第二实施例

图2A为驱动装置21的主要部件的断面图，其示出本发明第二实施例。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

将描述本发明第二实施例的驱动装置21。第二实施例的压电元件23具有圆柱形，其类似于传统例子。另一方面，配重22在其中心部设置有圆柱形空间，且形成为使得压电元件23可以容纳于其中。此外，压电元件23和配重22在配重22的圆柱形的底面部粘合固定在一起。

这种构造使得配重22的重心G可以置于压电元件23的一个端部的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置21，几乎没有力矩形成且在压电元件3和配重22之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置21，仍可以防止在配重22和压电元件23之间的端部发生剥离。

再者，驱动装置21形成为使得压电元件23可以容纳在设置于配重22中心部的圆柱形空间内；因此，压电元件23和配重22的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置21整体也可以小型化。

此外，尽管第二实施例的驱动装置21所需的配重的形状比第一实施例的驱动装置1的配重的形状略微复杂，不过就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。因此，与第一实施例相比，可以更容易地制作该压电元件，其中在第一实施例中需要准备和堆叠两种压电元件。

再者，根据第二实施例的驱动装置21的构造，配重22覆盖压电元件23的外部形状，使得可以保护该压电元件。也就是说，该实施例具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件23受损。

此外，如图2B所示，还可以组合使用第一和第二实施例。这增强了设计的自由度。此外，配重的形状可以制成较大；因此，可以例如黄铜的较廉价材料来替代例如钨的昂贵材料。

第三实施例

将描述第三实施例的摄像装置30。图3为示出第三实施例的摄像装置30的主要部件的断面图。在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图3所示，摄像装置30包含沿着光轴布置于框架35内的非球面镜头38、光学过滤器34以及半导体摄像元件36。镜头38由镜筒37固持，且与驱动装置31的驱动轴4接合的接合件27设置在镜筒37的一部分内。

镜筒37藉由驱动装置31而是可移动的，其中驱动轴4布置成平行于光轴。镜头38为具有非球面形状的镜头(下文中称为“镜头”)。尽管为了简化仅示出一个镜头，该镜头实际上包括两个镜头。为了相对于到物体的距离而将物像(subject image)精确地聚焦在摄像元件36的摄像面(未示出)上，该装置具有所谓的自动聚焦功能，藉此镜筒37沿着光轴方向移动。

对于用于自动聚焦的方法，使用已知技术，其中执行图像读出并求出该读出信号的谐波成份最大的点。

对于驱动装置31，使用根据第一或第二实施例的驱动装置，且其操作与前述相同。因此，该摄像装置为通过驱动装置31从镜头38到像平面调整所谓后焦点位置(back focus position)的摄像装置。

光学过滤器34为反射类型，其中具有不同折射率的介质膜被堆叠，该光学过滤器34抑制除了可见光区域以外的光的透射。半导体摄像元件36为具有约130万像素和1/4英寸对角屏幕的CCD，像素尺寸约为2.8μm。

这种方式构造的第三实施例的摄像装置30采用第一或第二实施例的驱动装置31，且驱动装置31构造成使得压电元件33和配重32相对于驱动轴4的轴向具有交叠。因此，总长度缩短，尽管使用相同的驱动轴4。

结果，即使采用驱动装置布置成平行于光轴的构造，摄像装置的整体厚度可以减小。此外，即使在驱动装置31从摄像装置30凸出的情况下，总长度仍可以缩短。在这种摄像装置中，就效率而言以及就形状而言，将驱动装置布置成平行于光轴方向是有利的，其中在自动聚焦时该驱动装置沿光轴方向移动该光学***。然而，也可以将驱动装置布置成垂直于光轴，以应用设置有例如凸轮等变换机构的摄像装置。

此外，当沿光轴布置的非球面镜头38包括多个镜头组时，也可以改变镜头组的光轴方向的关系以及与摄像元件36的关系。这种情况下，可以实现使用所谓变焦镜头的摄像装置，其可以改变到像平面的成像倍率。

当非球面镜头38包含多个镜头组时，由于每个镜头组需要移动，因此需要多个驱动装置。因此，该装置的轴向尺寸更大，且厚度减小变得困难。然而，根据使用驱动装置31的该实施例，例如，通过增加用于镜头组中移动距离长于其余镜头的镜头的驱动装置中压电元件和配重沿光轴方向的交叠，可实现厚度减小。本领域技术人员清楚，可恰当地改变其尺寸和形状。

第四实施例

将描述第四实施例的移动终端装置40。图4为第四实施例的移动终端装置40的正面图。图5A为第四实施例的移动终端装置40的侧面图。图5B为传统移动终端装置50的侧面图。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图4所示，第四实施例的移动终端装置40为可折叠移动电话。移动终端装置40构造成使得上框架41和下框架42可以通过铰接45而彼此叠置地折叠。上框架41包括液晶显示屏幕44、扬声器43、用于发送和接收的天线46、摄像装置30等。下框架42包括输入键47、传声器48等。

摄像装置30采用上述第三实施例的摄像装置，其装备有自动聚焦功能。驱动装置31布置于摄像装置30的一部分内。摄像装置30的摄像方向垂直于包含图4中的显示屏幕44的平面；换言之，光轴为图中正面方向。光学***自动聚焦的移动方向也是该正面方向。

移动终端装置40具有这样的构造，其中上框架41和下框架42在使用时打开且在不使用时折叠。

移动终端装置40搭载上述第三实施例所示的摄像装置30，并实现厚度减小的改进。对于折叠式(clamshell)移动终端的情形，搭载在上框架中的摄像装置支配地决定上框架的厚度。如图5A所示，第四实施例的移动终端装置40的上框架41的厚度为T1。另一方面，传统移动终端装置50搭载包含传统驱动装置100的摄像装置120，且因此上框架51的厚度为T3，如图5B所示。

因此，由于相对于摄像装置30的驱动装置31的光轴方向的厚度差异，厚度分别为T1和T3，且关系T1＜T3成立。此外，即使该摄像装置并不支配地决定上框架的厚度，仍可以在上框架41内设置有就厚度方向而言的足够空间。因此，可以改善例如布置其他部件和添加其他部件的设计的自由度。

此外，移动电话需要例如针对落下的冲击抗性值的改进。通过使用第三实施例的摄像装置30，驱动装置31的配重的重心设置在压电元件被粘合固定的该压电元件的端面的附近。因此，即使对于大于传统施加的冲击力，剥离不容易发生。换言之，针对移动终端装置落下冲击的由于冲击力等产生的力矩减小。因此，冲击抗性性能可以改善，且可靠性增强。

本实施例中的驱动装置和摄像装置不限于这些构造，且可以应用于各种类型的移动信息装置。例如，应用还包括诸如PDA(个人数字助理)、个人计算机、以及个人计算机用外部装置的移动信息装置。

第五实施例

下面参考附图描述本发明该实施例的驱动装置。图6为示出本发明第五实施例的驱动装置1001的主要部件的断面图。

图6所示的第五实施例的驱动装置1001包含压电元件1003、设置于压电元件1003的一个端侧上的配重1002、以及设置于压电元件1003的另一端侧上的驱动轴1004，每个部件通过粘合剂(未示出)粘合固定。

压电元件1003例如是通过堆叠(叠置)锆钛酸铅(下文称为“PZT”)的压电元件而构成。本实施例的压电元件1003采用与传统例子中所使用的压电元件相同的压电元件。

设置于压电元件1003的一个端侧上的配重1002是由高密度金属例如钨形成。直径小且长度大，从而具有与传统例子相同的质量。

另一方面，驱动轴1004具有封闭底部的圆柱形，其外径更大。换言之，这样形成的目的为将压电元件1003和配重1002容纳在圆柱形内部，使得压电元件1003和配重1002具有空间交叠。驱动轴1004粘合固定到一端面，该端面位于与压电元件1003粘合固定到配重1002的端面相对的一侧，且驱动轴1004机械折返。

此外，驱动轴1004、压电元件1003和配重1002布置成相互同轴。具体而言，例如，这些部件按下述形成。配重1002的外径Φ为2mm且长度为2.25mm。压电元件1003的外径Φ为1.8mm且长度为3.5mm。驱动轴1004的外径Φ为3.2mm且长度为7mm。驱动轴1004的末端部形成为具有增加的厚度，且如图6所示，驱动轴1004的重心G1置于基本上与和压电元件1003接触的面相匹配的位置。此外，配重1002的重心G2置于其中心附近，类似于传统例子。

驱动轴1004设置有接合件从而从轴的两侧抓持该轴。这里，该接合件包括滑块1007、固持件1005和弹簧1006，弹簧1006作为推进装置使滑块1007和固持件1005与驱动轴摩擦接合。

接着讨论驱动装置1001的操作。通过未示出的包含H电桥的驱动电路，例如锯齿波的驱动电压施加到驱动装置1001的压电元件1003。随着驱动电压增大，压电元件1003沿图1的伸展方向变型(朝图左侧)。随着驱动电压逐渐增大，压电元件1003缓慢地伸张，且相应地，驱动轴1004朝左侧缓慢地位移。

驱动轴1004和接合件通过静摩擦位移，同时保持相互接合成同一位置关系。也就是说，随着电压逐渐增大，接合件朝图左侧位移。

接着，当驱动电压沿相反方向急剧变化时，压电元件1003急剧收缩，且相应地，驱动轴1004朝右侧迅速位移。此时，接合件克服与驱动轴1004的摩擦并在该位置保持不动(根据惯性原理)。结果，接合件相对于驱动轴1004朝左侧移动。如此重复，该接合件可以连续地移动。

通过使电压施加反向或者反转驱动波形，可以实现移动方向的改变。在本实施例中，如前所述驱动电路为H电桥。这是方便的，因为所施加的电压的极性可以容易地反转。尽管可以通过许多方法改变电压波形、施加方法以及所施加的电压的时间间隔，不过重要的是，必需根据实际***从各种特性例如效率、移动速度和噪声来优化。

这样，第五实施例的驱动装置1001使得接合件可以移动。再者，即使冲击力从外部施加到驱动装置1001，几乎没有力矩形成且在压电元件1003和配重1002之间的粘合固定面的剪切力可以减小，因为配重1002的重心G设置于压电元件1003的一个端部的附近。结果，即使大冲击力施加到驱动装置1001，仍可以防止在配重1002和压电元件1003之间的端部发生剥离。再者，由于压电元件1003、配重1002和驱动轴1004布置成相互同轴，因此可以减小由于压电元件1003伸缩导致的在配重1002内形成的不需要的力矩。因此，可以防止发生振动和噪声。

再者，第五实施例的驱动装置1001使得可以减小压电元件1003、配重1002和驱动轴1004的总纵向尺寸，因为压电元件1003和配重1002容纳在驱动轴1004内部，尽管压电元件1003形状基本上与传统情形相同。具体而言，驱动装置1001的总纵向尺寸从8.5mm减小至约7.0mm，缩短了1.5mm。结果，采用驱动装置1001的摄像装置等也可以小型化和薄型化。

尽管通过改变压电元件和配重的形状可以恰当地改变具体尺度，不过期望在该改变前后该压电元件和配重的体积应几乎不变。

第六实施例

图7A为驱动装置1021的主要部件的断面图，其示出本发明第六实施例。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

将描述本发明第六实施例的驱动装置1021。第六实施例的配重1022具有尺寸可以容纳压电元件1023的凹部。也就是说，配重1022的内径部分设置有孔，且压电元件1023***该孔。此外，配重1022和压电元件1023布置成相互同轴。配重1022的孔径制成略大于压电元件1023的外部形状。压电元件1023粘合固定在配重1022的凹部的底面。

驱动轴1024具有封闭底部的圆柱形，其外径更大。换言之，这样形成的目的为将压电元件1023和配重1022容纳在圆柱形内部，使得压电元件1023和配重1022具有空间交叠。驱动轴1024粘合固定到一端面，该端面位于与压电元件1023粘合固定到配重1022的端面相对的一侧，且驱动轴1024机械折返。

如图7A所示，驱动轴1024的重心G1位于驱动轴1024的中心部附近。配重1022的重心G2置于包含和压电元件1023的接触端面的平面与共轴D的交点的附近。

这种构造使得配重1022的重心G2可以置于压电元件1023的一个端部的附近。因此，即使冲击力从外部施加到驱动装置1021，几乎没有力矩形成且在压电元件1023和配重1022之间的粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置1021，仍可以防止在配重1022和压电元件1023之间的端部发生剥离。

再者，驱动装置1021形成为使得压电元件1023可以容纳在设置于配重1022中心部的圆柱形空间内；因此，压电元件1023和配重1022的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置1021整体也可以小型化。

此外，尽管第六实施例的驱动装置1021所需的配重的形状比第五实施例的驱动装置1001的配重的形状略微复杂，不过就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。

再者，根据第六实施例的驱动装置1021的构造，配重1022覆盖压电元件1023的外部形状，使得可以保护该压电元件。也就是说，该实施例具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件1023受损。

再者，这种构造的优点在于，驱动轴1024整体的纵向尺寸可以缩短且压电元件1023可以避免在处理等时受损，因为配重1022和压电元件1023容纳在驱动轴1024内部。

备选地，如图7B所示，还可以使驱动轴1024的底面部分厚并使得驱动轴1024的重心G1置于驱动轴1024和压电元件1023之间的接触端面的附近。通过将重心G1和G2布置在压电元件1023的各个端面，即使冲击力从外部施加到驱动装置1021，几乎没有力矩形成且在粘合固定面的剪切力可以减小。结果，即使大冲击力施加到驱动装置1021，仍可以防止在驱动轴1024和压电元件之间的端部或者在配重1022和压电元件1023之间的端部发生剥离，且该装置的冲击抗性性能可以增强。

第七实施例

将描述第七实施例的摄像装置1030。图8为示出第七实施例的摄像装置1030的主要部件的断面图。在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图8所示，摄像装置1030包含沿着光轴布置于框架1035内的非球面镜头1038、光学过滤器1034以及半导体摄像元件1036。镜头1038由镜筒1037固持，且与驱动装置1031的驱动轴1039接合的接合件1027设置在镜筒1037的一部分内。

镜筒1037藉由驱动装置1031而是可移动的，其中驱动轴1039布置成平行于光轴。镜头1038为具有非球面形状的镜头(下文中称为“镜头”)。尽管为了简化仅示出一个镜头，该镜头实际上包括两个镜头。为了相对于到物体的距离而将物像精确地聚焦在摄像元件1036的摄像面(未示出)上，该装置具有所谓的自动聚焦功能，藉此镜筒1037沿着光轴方向移动。

对于用于自动聚焦的方法，使用已知技术，其中执行图像读出并求出该读出信号的谐波成份最大的点。

对于驱动装置1031，使用根据第五或第六实施例的驱动装置，且其操作与前述相同。因此，该摄像装置为通过驱动装置1031从镜头1038到像平面调整所谓后焦点位置(back focus position)的摄像装置。

光学过滤器1034为反射类型，其中具有不同折射率的介质膜被堆叠，该光学过滤器1034抑制除了可见光区域以外的光的透射。半导体摄像元件1036为具有约130万像素和1/4英寸对角屏幕的CCD，像素尺寸约为2.8μm。

这种方式构造的第七实施例的摄像装置1030采用第五或第六实施例的驱动装置1031，且驱动装置1031构造成使得压电元件1033和配重1032相对于驱动轴1039的轴向具有交叠。因此，总长度缩短。

结果，即使采用驱动装置布置成平行于光轴的构造，摄像装置的整体厚度可以减小。此外，即使在驱动装置1031从摄像装置1030凸出的情况下，总长度仍可以缩短。在这种摄像装置中，就效率而言以及就形状而言，将驱动装置布置成平行于光轴方向是有利的，其中在自动聚焦时该驱动装置沿光轴方向移动该光学***。然而，也可以将驱动装置布置成垂直于光轴，以应用设置有例如凸轮等变换机构的摄像装置。

此外，当沿光轴布置的非球面镜头1038包括多个镜头组时，也可以改变镜头组的光轴方向的关系以及与摄像元件1036的关系。这种情况下，可以改变在像平面上的成像倍率。可以实现使用所谓变焦镜头的摄像装置。

当非球面镜头1038包含多个镜头组时，由于每个镜头组需要移动，因此需要多个驱动装置。因此，该装置的轴向尺寸更大，且厚度减小变得困难。然而，根据使用驱动装置1031的该实施例，例如，通过增加用于镜头组中移动距离长于其余镜头的镜头的驱动装置中压电元件和配重沿光轴方向的交叠，可实现厚度减小。本领域技术人员清楚，可恰当地改变其尺寸和形状。

第八实施例

将描述第八实施例的移动终端装置1040。图9为第八实施例的移动终端装置1040的正面图。图10A为第八实施例的移动终端装置1040的侧面图。图10B为传统移动终端装置50的侧面图。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图9所示，第八实施例的移动终端装置1040为可折叠移动电话。移动终端装置1040构造成使得上框架1041和下框架1042可以通过铰接1045而彼此叠置地折叠。上框架1041包括液晶显示屏幕1044、扬声器1043、用于发送和接收的天线1046、摄像装置1030等。下框架1042包括输入键1047、传声器1048等。

摄像装置1030采用上述第七实施例的摄像装置，其装备有自动聚焦功能。驱动装置1031布置于摄像装置1030的一部分内。摄像装置1030的摄像方向垂直于包含图9中的显示屏幕1044的平面；换言之，光轴为图中正面方向。光学***自动聚焦的移动方向也是该正面方向。

移动终端装置1040具有这样的构造，其中上框架1041和下框架1042在使用时打开且在不使用时折叠。

移动终端装置1040搭载上述第七实施例所示的摄像装置1030，并实现厚度减小的改进。对于折叠式(clamshell)移动终端的情形，搭载在上框架中的摄像装置支配地决定上框架的厚度。如图10A所示，第八实施例的移动终端装置1040的上框架1041的厚度为T1。另一方面，传统移动终端装置50搭载包含传统驱动装置100的摄像装置120，且因此上框架51的厚度为T3，如图10B所示。

因此，由于相对于摄像装置1030的驱动装置1031的光轴方向的厚度差异，厚度分别为T1和T3，且关系T1＜T3成立。此外，即使该摄像装置并不支配地决定上框架的厚度，仍可以在上框架1041内设置有就厚度方向而言的足够空间。因此，可以改善例如布置其他部件和添加其他部件的设计的自由度。

此外，移动电话需要例如针对落下的冲击抗性值的改进。通过使用第七实施例的摄像装置1030，驱动装置1031的配重的重心设置在压电元件被粘合固定的该压电元件的端面的附近。因此，即使对于大于传统施加的冲击力，剥离不容易发生。换言之，针对移动终端装置落下冲击的由于冲击力等产生的力矩减小。因此，冲击抗性性能可以改善，且可靠性增强。

本实施例中的驱动装置和摄像装置不限于这些构造，且可以应用于各种类型的移动信息装置。例如，应用还包括诸如PDA(个人数字助理)、个人计算机、以及个人计算机用外部装置的移动信息装置。

第九实施例

下面参考附图描述本发明该实施例的驱动装置。图11为示出本发明第九实施例的驱动装置2001的主要部件的断面图。

图11所示的第九实施例的驱动装置2001包含压电元件2003、设置于压电元件2003的一个端侧上的配重2002、以及设置于压电元件2003的另一端侧上的驱动轴2004，每个部件通过粘合剂(未示出)粘合固定。

压电元件2003例如是通过堆叠(叠置)锆钛酸铅(下文称为“PZT”)的压电元件而构成。第九实施例的压电元件2003包括一体构造的部分2003a和中央中空部分2003b。在部分2003a，堆叠圆盘状PZT，以及在部分2003b，堆叠圆环状PZT。换言之，压电元件2003的形状为具有特定深度的圆柱状空间2009。

设置于压电元件2003的一个端侧上的配重2002是由高密度金属例如钨形成，且形成为阶梯形状。具有较小直径的其一部分形成为可以相应地***空间2009内的形状。配重2002在具有较大直径的阶梯部2002b粘合固定到压电元件2003。这种情况下，间隙2010需要设置于压电元件2003和配重2002的较小直径部分2a的末端部之间。

这使得配重2002可以置于压电元件2003的端部，且配重2002等效于机械折返的配重2002。此外，压电元件2003和配重2002布置成相互同轴。具体而言，例如，配重2002的阶梯部2002b形成为直径Φ为3.5mm且长度为0.48mm，较小直径部2002a形成为直径Φ为1.8mm且长度为0.98mm。压电元件2003形成为外径Φ为3.2mm且长度为1.5mm，且空间2009形成为Φ为2mm且长度为1.0mm。

驱动轴2004是由直径Φ为1.0mm且长度为4.0mm的长碳纤维制成，该碳纤维沿轴向对齐并以环氧树脂为固定剂来固定以改善耐磨性。

采用这种构造，配重2002的重心G置于压电元件2003和配重2002粘合固定的接触面与共轴D的交点的附近，如图11所示。

驱动轴2004设置有接合件从而从轴的两侧抓持该轴。这里，该接合件包括滑块2007、固持件2005和弹簧2006，弹簧2006作为推进装置使滑块2007和固持件2005与驱动轴摩擦接合。

接着讨论驱动装置2001的操作。通过未示出的包含H电桥的驱动电路，例如锯齿波的驱动电压施加到驱动装置2001的压电元件2003。随着驱动电压增大，压电元件2003沿图11的伸展方向变型(朝图左侧)。随着驱动电压逐渐增大，压电元件2003缓慢地伸张，且相应地，驱动轴2004朝左侧缓慢地位移。

驱动轴2004和接合件通过静摩擦位移，同时保持相互接合成同一位置关系。也就是说，随着电压逐渐增大，接合件朝图左侧位移。

接着，当驱动电压沿相反方向急剧变化时，压电元件2003急剧收缩，且相应地，驱动轴2004朝右侧迅速位移。此时，接合件克服与驱动轴2004的摩擦并在该位置保持不动(根据惯性原理)。结果，接合件相对于驱动轴2004朝左侧移动。如此重复，该接合件可以连续地移动。

通过使电压施加反向或者反转驱动波形，可以实现移动方向的改变。在本实施例中，如前所述驱动电路为H电桥。这是方便的，因为所施加的电压的极性可以容易地反转。尽管可以通过许多方法改变电压波形、施加方法以及所施加的电压的时间间隔，不过重要的是，必需根据实际***从各种特性例如效率、移动速度和噪声来优化。

这样，第九实施例的驱动装置2001使得接合件可以移动。再者，由于压电元件2003和配重2002布置成相互同轴，因此可以减小由于压电元件2003伸缩导致的在配重2002内形成的不需要的力矩。因此，可以防止发生振动和噪声。

再者，第九实施例的驱动装置2001使得可以减小压电元件2003和配重2002的总纵向尺寸，因为配重2002的较小直径部分具有可以相应地***压电元件2003的空间2009内的形状，尽管驱动轴2004具有相同形状。具体而言，压电元件2003和配重2002的总纵向尺寸从3mm减小至约2mm，缩短了1mm。结果，驱动装置2001整体可以小型化，且采用驱动装置2001的摄像装置也可以小型化和薄型化。

尽管通过改变压电元件和配重的形状可以恰当地改变具体尺度，不过期望在该改变前后该压电元件和配重的体积应几乎不变。

第十实施例

图12A为驱动装置2021的主要部件的断面图，其示出本发明第十实施例。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

将描述本发明第十实施例的驱动装置2021。第十实施例的压电元件2023具有圆柱形，其类似于传统例子。另一方面，配重2022在其中心部设置有圆柱形空间，且形成为使得压电元件2023可以容纳于其中。此外，压电元件2023和配重2022在配重2022的圆柱形的底面部粘合固定在一起。

采用这种构造，该驱动装置形成为使得压电元件2023可以容纳在设置于配重2022中心部的圆柱形空间内；因此，压电元件2023和配重2022的总纵向尺寸可以缩短，且驱动装置2021整体也可以小型化。

此外，尽管第十实施例的驱动装置2021所需的配重的形状比第九实施例的驱动装置2001的配重的形状略微复杂，不过就与加工相关的困难度而言，可以几乎没有变化地进行该配重的制作，因为配重的制作通常是通过压铸或车床加工来完成。因此，与第九实施例相比，可以更容易地制作该压电元件，其中在第九实施例中需要准备和堆叠两种压电元件。

再者，根据第十实施例的驱动装置2021的构造，配重2022覆盖压电元件2023的外部形状，使得可以保护该压电元件。也就是说，该实施例具有这样的优点，即，例如在处理时可以防止压电元件2023受损。

此外，如图12B所示，还可以组合使用第九和第十实施例。还可以采用这样的构造，其中凸部设置于在配重2022内形成的凹部内，从而不与压电元件2023接触。这增强了设计的自由度。此外，配重的形状可以制成较大；因此，可以例如黄铜的较廉价材料来替代例如钨的昂贵材料。

第十一实施例

将描述第十一实施例的摄像装置2030。图13为示出第十一实施例的摄像装置2030的主要部件的断面图。在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图13所示，摄像装置2030包含沿着光轴布置于框架2035内的非球面镜头2038、光学过滤器2034以及半导体摄像元件2036。镜头2038由镜筒2037固持，且与驱动装置2031的驱动轴2004接合的接合件2027设置在镜筒2037的一部分内。

镜筒2037藉由驱动装置2031而是可移动的，其中驱动轴2004布置成平行于光轴。镜头2038为具有非球面形状的镜头(下文中称为“镜头”)。尽管为了简化仅示出一个镜头，该镜头实际上包括两个镜头。为了相对于到物体的距离而将物像精确地聚焦在摄像元件2036的摄像面(未示出)上，该装置具有所谓的自动聚焦功能，藉此镜筒2037沿着光轴方向移动。

对于用于自动聚焦的方法，使用已知技术，其中执行图像读出并求出该读出信号的谐波成份最大的点。

对于驱动装置2031，使用根据第九或第十实施例的驱动装置，且其操作与前述相同。因此，该摄像装置为通过驱动装置2031从镜头2038到像平面调整所谓后焦点位置的摄像装置。

光学过滤器2034为反射类型，其中具有不同折射率的介质膜被堆叠，该光学过滤器2034抑制除了可见光区域以外的光的透射。半导体摄像元件2036为具有约130万像素和1/4英寸对角屏幕的CCD，像素尺寸约为2.8μm。

这种方式构造的第十一实施例的摄像装置2030采用第九或第十实施例的驱动装置2031，且驱动装置2031构造成使得压电元件2033和配重2032相对于驱动轴2004的轴向具有交叠。因此，总长度缩短，尽管使用相同的驱动轴2004。

结果，即使采用驱动装置布置成平行于光轴的构造，摄像装置的整体厚度可以减小。此外，即使在驱动装置2031从摄像装置2030凸出的情况下，总长度仍可以缩短。在这种摄像装置中，就效率而言以及就形状而言，将驱动装置布置成平行于光轴方向是有利的，其中在自动聚焦时该驱动装置沿光轴方向移动该光学***。然而，也可以将驱动装置布置成垂直于光轴，以应用设置有例如凸轮等变换机构的摄像装置。

此外，当沿光轴布置的非球面镜头2038包括多个镜头组时，也可以改变镜头组的光轴方向的关系以及与摄像元件2036的关系。这种情况下，可以改变在像平面上的成像倍率。可以实现使用所谓变焦镜头的摄像装置。

当非球面镜头2038包含多个镜头组时，由于每个镜头组需要移动，因此需要多个驱动装置。因此，该装置的轴向尺寸更大，且厚度减小变得困难。然而，根据使用驱动装置2031的该实施例，例如，通过增加用于镜头组中移动距离长于其余镜头的镜头的驱动装置中压电元件和配重沿光轴方向的交叠，可实现厚度减小。本领域技术人员清楚，可恰当地改变其尺寸和形状。

第十二实施例

将描述第十二实施例的移动终端装置2040。图14为第十二实施例的移动终端装置2040的正面图。图15A为第十二实施例的移动终端装置2040的侧面图。图15B为传统移动终端装置50的侧面图。

在下述描述中，与上述部件相同的部件使用相同参考符号来表示，且对其的解释予以省略。

如图14所示，第十二实施例的移动终端装置2040为可折叠移动电话。移动终端装置2040构造成使得上框架2041和下框架2042可以通过铰接2045而彼此叠置地折叠。上框架2041包括液晶显示屏幕2044、扬声器2043、用于发送和接收的天线2046、摄像装置2030等。下框架2042包括输入键2047、传声器2048等。

摄像装置2030采用上述第十一实施例的摄像装置，其装备有自动聚焦功能。驱动装置2031布置于摄像装置2030的一部分内。摄像装置2030的摄像方向垂直于包含图14中的显示屏幕2044的平面；换言之，光轴为图中正面方向。光学***自动聚焦的移动方向也是该正面方向。

移动终端装置2040具有这样的构造，其中上框架2041和下框架2042在使用时打开且在不使用时折叠。

移动终端装置2040搭载上述第十一实施例所示的摄像装置2030，并实现厚度减小的改进。对于折叠式移动终端的情形，搭载在上框架中的摄像装置支配地决定上框架的厚度。如图15A所示，第十二实施例的移动终端装置2040的上框架2041的厚度为T1。另一方面，传统移动终端装置50搭载包含传统驱动装置100的摄像装置120，且因此上框架51的厚度为T3，如图15B所示。

因此，由于相对于摄像装置2030的驱动装置2031的光轴方向的厚度差异，厚度分别为T1和T3，且关系T1＜T3成立。此外，即使该摄像装置并不支配地决定上框架的厚度，仍可在上框架2041内设置有就厚度方向而言的足够空间。因此，可改善例如布置其他部件和添加其他部件的设计的自由度。

本实施例中的驱动装置和摄像装置不限于这些构造，且可以应用于各种类型的移动信息装置。例如，应用还包括诸如PDA(个人数字助理)、个人计算机、以及个人计算机用外部装置的移动信息装置。

尽管参考本发明的具体实施例详细示出和描述了本发明，本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下可以在此进行各种变化和调整。

本申请主张下述专利申请的优先权：2006年4月10日申请的日本专利申请No.2006-107653、2006年4月10日申请的日本专利申请No.2006-107654和2006年4月28日申请的日本专利申请No.2006-125042，其内容引用结合于此。

工业应用性

本发明的驱动装置可以应用于相机、移动电话和PDA(个人数字助理)，并可以应用于个人计算机以及例如个人计算机用外部装置的移动信息装置。本发明的驱动装置可以有用的作为这样的驱动装置，其可以改善采用该驱动装置的装置或设备的冲击抗性性能且还可以减小该装置或设备的尺寸和厚度。

Claims (29)

1.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述压电元件和配重接触从而相对于所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠，且所述配重的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和配重在所述接触面内接触。

2.一种驱动装置，包括：

压电元件，其具有凹部；

配重，其具有沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端的平坦部和容纳在所述压电元件的凹部内的凸部；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述配重的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和配重在所述接触面内接触。

3.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，其具有用于容纳所述压电元件的一部分的凹部，所述配重在所述凹部的底面沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述配重的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和配重在所述接触面内接触。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

5.一种摄像装置，包括：

驱动装置，包括：压电元件；配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中所述压电元件和配重接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠，且所述配重的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和配重在所述接触面内接触；

接合件，用于接合所述驱动件和镜筒，所述镜筒用于固持镜头；以及

摄像元件，用于将来自所述镜头的光转换成电信号，其中

所述镜筒根据所述压电元件的伸缩而沿所述镜头的光轴方向移动。

6.如权利要求5所述的摄像装置，其中通过用于固持镜头的所述镜筒沿光轴方向的移动，所述摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

7.一种包括如权利要求5所述的摄像装置的移动终端装置。

8.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述驱动件和所述压电元件接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

9.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述驱动件具有相对于所述压电元件的伸缩方向用于容纳所述压电元件的至少一部分的凹部。

10.如权利要求8所述的驱动装置，其中所述驱动件的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和驱动件在所述接触面内接触。

11.如权利要求8所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

12.如权利要求8所述的驱动装置，其中所述配重具有相对于所述压电元件的伸缩方向用于容纳所述压电元件的至少一部分的凹部。

13.如权利要求11所述的驱动装置，其中所述配重的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和配重在所述接触面内接触。

14.如权利要求8所述的驱动装置，其中所述驱动件、压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

15.一种摄像装置，包括：

驱动装置，包括：压电元件；配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中所述驱动件和所述压电元件接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠；

接合件，用于接合所述驱动件和镜筒，所述镜筒用于固持镜头；以及

摄像元件，用于将来自所述镜头的光转换成电信号，其中

所述镜筒根据所述压电元件的伸缩而沿所述镜头的光轴方向移动。

16.如权利要求15所述的摄像装置，其中在所述驱动装置中，所述驱动件的重心置于包含接触面的平面的附近，所述压电元件和驱动件在所述接触面内接触。

17.如权利要求15所述的摄像装置，其中通过用于固持镜头的所述镜筒沿光轴方向的移动，所述摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

18.一种包括如权利要求15所述的摄像装置的移动终端装置。

19.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中

所述驱动件和所述配重接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠。

20.一种驱动装置，包括：

压电元件，其具有凹部；

配重，其具有沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端的平坦部和容纳在所述压电元件的凹部内的凸部；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端。

21.一种驱动装置，包括：

压电元件；

配重，其具有用于容纳所述压电元件的至少一部分的凹部，所述配重在所述凹部的底面沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及

驱动件，紧固到所述压电元件的另一端。

22.如权利要求19所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

23.一种摄像装置，包括：

驱动装置，包括：压电元件；配重，沿所述压电元件的伸缩方向紧固到所述压电元件的一端；以及驱动件，紧固到所述压电元件的另一端，其中所述压电元件和配重接触并且沿所述压电元件的伸缩方向具有空间交叠；

接合件，用于接合所述驱动件和镜筒，所述镜筒用于固持镜头；以及

摄像元件，用于将来自所述镜头的光转换成电信号，其中

所述镜筒根据所述压电元件的伸缩而沿所述镜头的光轴方向移动。

24.如权利要求23所述的摄像装置，其中通过用于固持镜头的所述镜筒沿光轴方向的移动，所述摄像元件对于摄像面的成像倍率变化。

25.一种包括如权利要求23所述的摄像装置的移动终端装置。

26.如权利要求2所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

27.如权利要求3所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

28.如权利要求20所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

29.如权利要求21所述的驱动装置，其中所述压电元件和配重彼此大致上同轴地布置。

Images