CN102162897A - 板簧以及透镜驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及板簧以及透镜驱动装置。本发明的目的在于使透镜驱动装置的推力提高。将配置在中央部的柱状可动部(14、16)相对于配置在该可动部周围的筒状固定部(12、18、20、28)在径向定位的状态进行支撑并使上述可动部在中心轴(O)方向可以位移的板簧(22、24),由相对磁导率为1.1以上的不锈钢构成。
Description
技术领域
本发明涉及透镜驱动装置,尤其涉及设置于保持透镜组件(透镜筒)的透镜架(可动部)的筒状部的光轴方向两侧,且以将透镜架相对于壳体(固定部)在径向定位的状态支撑并使透镜架在光轴方向可以位移的板簧(支撑部件、弹簧部件)。
背景技术
在附带摄像机的便携式电话机上搭载有便携式小型摄像机。在该便携式小型摄像机上使用自动调焦用透镜驱动装置。一直以来,提出了各种自动调焦用透镜驱动装置。
这种透镜驱动装置所使用的驱动源(驱动方法)有:使用音圈马达(VCM)的VCM方式、使用形状记忆合金(Shape Memory Alloy:SMA)的SMA方式。在任意方式的透镜驱动装置中,都使用以将含有透镜的可动部(透镜+透镜架)相对于固定部在径向定位的状态支撑并使可动部在光轴方向(中心轴方向)可以位移的支撑部件(弹性部件)。作为这种支撑部件(弹性部件),一般使用至少一个板簧。
以往,作为板簧的材料,使用铍铜或SUS系钢材(例如,参照专利文献1)。
另外,还提出了各种使耐冲击性提高的板簧。
例如,专利文献2(日本特开2009-210055号公报)公开了使耐冲击性提高的廉价的板簧。板簧包括:各自形成为圆环状的内周侧端部(内环部)及外周侧端部(外环部);以及为了连接这些部件之间而沿周向设置的N根臂部。各臂部沿周向延伸。内周侧端部和各臂部之间的内周侧连接部从内周侧端部向径向外侧突出设置。外周侧端部和各臂部之间的外周侧连接部从外周侧端部向径向内侧突出设置。臂部的内周侧根基部的板宽及外周侧根基部的板宽的至少一方比臂部的长度方向中央部的板宽更宽。
另外,专利文献3(日本特开2007-322540号公报)公开了防止冲击引起板簧的桥接部(臂部)向基部(根基部)的应力集中,耐冲击性优良的摄像模块。
专利文献3所公开的板簧具有:外环部;相对于该外环部位移的内环部;以及将内环部相对于外环部进行支撑的三根桥接部(臂部)。桥接部在形成于外环部和内环部之间的环状间隙内以沿着外环部的内周边缘和内环部的外周边缘的方式延伸。桥接部具有防止应力集中机构即狭缝。
专利文献
专利文献1:日本特开2009-122360号公报(0027段)
专利文献2:日本特开2009-210055号公报(图3)
专利文献3:日本特开2007-323540号公报(图1)
对于搭载上述的由自动调焦用透镜驱动装置驱动的便携式小型摄像机的便携式电话机要求提高下述的两种性能(特性)。第一性能(特性)是针对便携式电话机的使用、保存时落下等的耐冲击性能(特性)。第二性能(特性)是伴随着搭载于便携式电话机上的摄像机的高像素化的动作时的透镜倾斜度(倾斜)性能(特性)。
这些性能(特性)较大地依赖于上述板簧。要想使耐冲击性能(特性)提高,减小板簧的平面方向的刚性(应变)即可。另一方面,要想使动作时的透镜倾斜度(倾斜)性能(特性)提高,加大(板簧+透镜架)整体的“扭曲刚性”即可。
然而,板簧平面方向的刚性和(板簧+透镜架)整体的“扭曲刚性”具有成反比例的关系。即、板簧支配的耐冲击性能(特性)和倾斜度(倾斜)性能(特性)具有成反比例的关系。
已知作为板簧材料使用的铍铜在上述第一及第二性能(特性)方面是优良的。因此铍铜作为高性能的弹簧材料而广泛使用。然而,铍铜的化合物其毒性很强也是众所周知的。因此,从保护环境的观点出发,作为板簧材料,希望使用铍铜以外的材料(不含铍)。
另一方面,在作为驱动方法采用VCM方式的透镜驱动装置中,使用永久磁铁作为驱动机构。因此,若使用磁导率大的磁性材料作为板簧材料,则会给透镜驱动装置的性能带来恶劣影响。因此,作为板簧材料优选使用磁导率小的材料。通常使用的不锈钢(SUS)是相对磁导率接近于1的非磁性材料。
发明内容
本发明的课题是提供一种可得到较高推力的板簧以及透镜驱动装置。
本发明的其他目的随着说明的进展将逐渐清楚。
根据本发明,可得到一种板簧22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、24,将配置在中央部的柱状可动部14、16、41、48相对于配置在该可动部周围的筒状固定部12、28、20、28、42在径向定位的状态进行支撑并使上述可动部在中心轴O方向可以位移,其特征在于,上述板簧由相对磁导率为1.1以上的不锈钢构成。
上述板簧22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、24例如优选包括:圆环状的内周侧端部221、241;从该内周侧端部离开地设置且半径比上述内周侧端部大的外周侧端部222;为了连接上述内周侧端部和上述外周侧端部之间而沿周向设置的N根(N为2以上的整数)臂部223、243;连接上述内周侧端部和上述N根臂部的N个内周侧连接部224;以及连接上述外周侧端部和上述N根臂部的N个外周侧连接部。上述板簧22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、24还可以具有:形成于上述外周侧端部和各臂部之间的第一狭缝226、226A;以及形成于上述内周侧端部和各臂部之间的第二狭缝227、227A、227B。这种情况下,上述第一狭缝还可以具有:形成于上述外周侧端部和各臂部之间的圆弧状的第一延伸狭缝部226a、226Aa;以及形成于上述外周侧连接部附近的第一根基狭缝部226b、226Ab,上述第二狭缝还可以具有:形成于上述内周侧端部和各臂部之间的实际上为圆弧状的第二延伸狭缝部227a、227Aa、227Ba;以及形成于上述内周侧连接部附近的第二根基狭缝部227b、227Ab、227Bb。
在上述板簧22、22A、22B中,上述第一根基狭缝部226b优选具有比上述第一延伸狭缝部226a的狭缝宽度大的宽度,而且从各臂部223的根基部离开地形成且做成用曲线包围的鼓出形状。另外,上述内周侧连接部224还可以具有用于将上述内周侧端部221安装在上述可动部上的开口224a。这种情况下,上述第二根基狭缝部227b优选以接近上述开口而且从各臂部223的根基部离开的方式从上述第二延伸狭缝部227a突出地形成。另外,上述第二根基狭缝部227Ab优选以从各臂部223离开的方式从上述第二延伸狭缝部227Aa突出地形成。上述外周侧端部222还可以具有形成于其角部且用于将该外周侧端部安装在上述固定部上的圆孔222a和形成于该圆孔和上述第一根基狭缝部226b之间的圆弧状的狭缝222b。上述第一根基狭缝部226Ab还可以具有比上述第一延伸狭缝部226Aa的狭缝宽度大的宽度,而且做成用曲线包围的鼓出形状,上述第二根基狭缝部227Bb还可以具有比上述第二延伸狭缝部227Ba的狭缝宽度大的宽度,而且做成用曲线包围的鼓出形状。
另外,优选在上述板簧22C、22D、22E、22F、22G中,在将上述板簧的板厚设为t、将上述臂部223的宽度尺寸设为w时,臂纵横尺寸比(w/t)在6.0~1.5的范围。优选上述N在2~4的范围。优选各臂部223至少具有一个狭缝223a。邻接的臂部223还可以相互重叠地配置。上述内周侧端部221还可以具有折皱部221-1。
另外,本发明的第一方式的透镜驱动装置10是采用了使用音圈马达(VCM)作为驱动源的VCM方式的透镜驱动装置。作为上述可动部具备透镜架14和驱动线圈16,该透镜架具有用于保持透镜组件的筒状部140,该驱动线圈以位于上述筒状部周围的方式固定在该透镜架上。作为上述固定部具备磁轭20,该磁轭具有与上述驱动线圈相对的永久磁铁18。上述透镜驱动装置10具备设置在上述透镜架14的筒状部140的光轴O方向两侧,且将上述透镜架14在径向定位的状态进行支撑并使上述透镜架在光轴O方向可以位移的一对板簧22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、24。上述一对板簧的各个具有安装在上述透镜架14上的上述内周侧端部和安装在上述磁轭上的上述外周侧端部。透镜驱动装置10通过对上述驱动线圈16通电,从而利用上述永久磁铁18的磁场和流动于上述驱动线圈16上的电流形成的磁场的相互作用,可对上述可动部14、16在光轴O方向进行位置调整。根据本发明,上述一对板簧22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、24的各个由上述板簧构成。
此外,上述参照符号是为了容易理解而附加的标记,只不过是一个例子而已,不言而喻,并不限定于此。
本发明的效果如下。
在本发明中,由于板簧由相对磁导率为1.1以上的不锈钢构成,因此能够使透镜驱动装置的推力提高。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的透镜驱动装置的外观立体图。
图2是图1所示的透镜驱动装置的分解立体图。
图3是表示本发明第1实施例的板簧的化学成分的图。
图4是表示具有图3所示的化学成分的板簧的维氏硬度(HV)相对冷加工率(%)特性的特性图。
图5是表示具有图3所示的化学成分的板簧的维氏硬度(HV)相对低温退火温度(℃)特性的特性图。
图6是表示本发明的第二实施方例的板簧的化学成分的图。
图7是表示具有图6所示的化学成分的板簧的维氏硬度(HV)相对冷加工度(%)特性的特性图。
图8是表示具有图6所示的化学成分的板簧的维氏硬度(HV)相对热处理温度(℃)特性的特性图。
图9是表示SUS301的维氏硬度和屈服应力(屈服强度)之间的关系的图表。
图10是表示流动于图2所示的透镜驱动装置的驱动线圈中的电流(mA)和使用了相对磁导率不同的板簧的场合的行程(μm)的关系的图表。
图11是表示基于图10求出的相对磁导率和VCM特性倾斜度(μm/mA)关系的图表。
图12是表示本发明的第1变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的主要部分的俯视图。
图13是表示本发明的第2变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的主要部分的俯视图。
图14是表示本发明的第3变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的主要部分的俯视图。
图15是表示本发明的第4变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的立体图。
图16是表示图15所示的板簧的纵横尺寸比(w/t)和倾斜恶化率(倍)的关系的图表。
图17是表示本发明的第5变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的俯视图。
图18是放大表示图17所示的上侧板簧(前侧弹簧)的一部分的部分放大图。
图19是表示本发明的第6变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的一部分的俯视图。
图20是表示本发明的第7变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的一部分的俯视图。
图21是表示本发明的第8变形例的上侧板簧(前侧弹簧)的一部分的俯视图。
图22是从斜前方上方观察本发明的第2实施方式的透镜驱动装置的外观的立体图。
图23是在省略了透镜筒的状态下从斜前方上方观察图22所示的透镜驱动装置的立体图。
图24是表示在省略了透镜筒和外上侧罩的状态下从斜前方上方观察图22所示的透镜驱动装置的立体图。
图25是表示在省略了透镜筒的状态下从斜前方上方观察图22所示的透镜驱动装置的分解立体图。
图26是在省略了透镜筒、外上侧罩和内上侧罩的状态下表示图22所示的透镜驱动装置的主视图。
图27是从斜前方上方观察将图26所示的SMA组件安装在电极架上的状态的立体图。
图28是从斜后方上方观察图27所示的状态的立体图。
图中:
10、10A-透镜驱动装置,12-驱动器基座,14-透镜架,140-筒状部,142-阴螺纹,16-驱动线圈,18-永久磁铁,182-永久磁铁片,20-磁轭,202-外筒部,22、22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G-上侧板簧(前侧弹簧),221-内周侧端部(内环),221-1-折皱部,222-外周侧端部(外环),222a-圆孔,222b-圆弧状狭缝,223-腕部(臂部),223a-狭缝,224-内周侧连接部,224a-开口,225-外周侧连接部,226a、226Aa-第一狭缝,226a、226Aa-第一延伸狭缝部,226b、226Ab-第一第根基狭缝部,227、227A、227B-第二狭缝,227a、227Aa、227Ba-第二延伸狭缝部,227b、227Ab、227Bb-第二根基狭缝部,24-后侧弹簧(下侧板簧),241-内周侧端部(内环),243-腕部(臂部),26-限制件,262-コ字形防止旋转按压部(防止旋转部件),28-罩,41-透镜筒(透镜组件),42-框体(壳体),44-驱动器基座,442-基座部,444-基座突出部,444a-基座突起,446-前方凹部,448-后方凹部,46-外上侧罩,48-透镜架,482-筒状部,484-突出部(卡定突起),486-上侧架突出部,486a-上侧架突起部,50-弹性部件,52-前方支撑部件(电极架),522-前方基座部,524-前方支撑突出部,524a-前方支撑突起,526-前方支撑连接部,526a-第一突出部,526b-第二突出部,526c-第三突出部,54-后方支撑部件,542-后方基座部,544-后方支撑突出部,544a-后方支撑突起,546-后方支撑连接部,56-上侧板簧(前侧板簧),562-上侧环部,562a-上侧弹簧孔,564-上侧端部,564a-上侧端部孔,566-上侧臂部,58-下侧板簧(后侧弹簧),582-下侧圆弧部,584-下侧端部,584a-下侧端部孔,586-下侧臂部,60-内上侧罩(限制件),602-内罩主体,604-卡定突出部,604a-贯通孔,606-前方突出部,608-后方突出部,62-形状记忆合金丝,62a-中间部,64-电极,642-被保持部,642a-圆孔,644-连接部,646-端子,66-形状记忆合金(SMA)组件,AFL-可动透镜,t-板簧的板厚,W-臂部的宽度尺寸,L-臂部的长度尺寸,N-臂部的根数,O-光轴。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
参照图1及图2对本发明的第1实施方式的透镜驱动装置10进行说明。
图1是透镜驱动装置10的外观立体图,图2是透镜驱动装置10的分解立体图。
在这里,如图1及图2所示,使用正交坐标系(X、Y、Z)。在图1及图2所示的状态下,在正交坐标系(X、Y、Z)中,X轴表示前后方向(进深方向),Y轴表示左右方向(宽度方向),Z轴表示上下方向(高度方向)。并且,在图1及图2所示的例子中,上下方向Z表示透镜的光轴O方向。
但是,在实际使用的状况中,光轴O方向、即、Z轴方向成为前后方向。换言之,Z轴上方向成为前方向、Z轴的下方向成为后方向。
图示的透镜驱动装置10是采用使用了音圈马达(VCM)作为驱动源(驱动方法)的VCM方式的透镜驱动装置。
图示的透镜驱动装置10配备在附带可自动调焦的摄像机的便携式电话机上。透镜驱动装置10是用于使透镜组件(筒)(未图示)在光轴O方向上移动的构件。透镜驱动装置10具有配置在Z轴方向(光轴O方向)下侧(后侧)的驱动器基座12。在该驱动器基座12的下部(后部)虽然未图示,但搭载有配置在基板上的摄像元件。该摄像元件拍摄由透镜组件成像的被拍摄体图像并转换成电信号。摄像元件由例如CCD(charge coupled device)型图像传感器、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型图像传感器等构成。因此,通过透镜驱动装置10、基板和摄像元件的组合而构成摄像组件。
透镜驱动装置10具备:具有用于保持透镜组件(筒)的筒状部140的透镜架14;以位于筒状部140的周围的方式固定在该透镜架14上的驱动线圈16;具有与该驱动线圈16相对的永久磁铁18的磁轭20;以及设置在透镜架14的筒状部140的光轴O方向两侧的一对板簧22、24。一对板簧22、24将透镜架14在径向定位的状态进行支撑并使透镜架14在光轴O方向可以位移。一对板簧22、24中的一方板簧22称为上侧板簧,另一方的板簧24称为下侧板簧。
另外,如上所述,在实际使用的状况中,Z轴方向(光轴O方向)的上方向成为前方向、Z轴方向(光轴O方向)的下方向成为后方向。因此,上侧板簧22也称为前侧弹簧,下侧板簧24也称为后侧弹簧。
上侧板簧(前侧弹簧)22以及下侧板簧(后侧弹簧)24均由后述特殊的不锈钢的金属制品构成。并且,上侧板簧(前侧弹簧)22以及下侧板簧(后侧弹簧)24通过对规定的薄板的冲压加工、或者使用了光刻法技术的蚀刻加工来制造。而且,蚀刻加工比冲压加工更为理想。其理由是在蚀刻加工中不会在板簧上残留有残余应力。
如图2所示,磁轭20做成八角筒状。即、磁轭20具有八角筒形状的外筒部202和设置在该外筒部202的上端(前端)的八角形的环状端部204。因此、驱动线圈16也做成与八角筒状的磁轭20的形状相符的八角筒状。永久磁铁18由配置在磁轭20的八角筒形状的外筒部202各侧边的八个矩形的永久磁铁片182构成。
如图2所示,在磁轭20的外筒部202的内周面上与驱动线圈16隔开间隔地配置有永久磁铁18。
上侧板簧(前侧弹簧)22配置在透镜架14的光轴O方向上侧(前侧),下侧板簧(后侧弹簧)24配置在透镜架14的光轴O方向下侧(后侧)。上侧板簧(前侧弹簧)22和下侧板簧(后侧弹簧)24做成大致相同的结构。
上侧板簧(前侧弹簧)22具有:安装在透镜架14上的内周侧端部221;安装在磁轭20上的外周侧端部222;以及为了连接内周侧端部221和外周侧端部222之间而沿着周向设置的N(N为2以上的整数)根臂部(桥接部)223。内周侧端部221做成圆环状。外周侧端部222从内周侧端部221离开地设置,并具有比内周侧端部221大的半径。各臂部223沿着周向延伸。连接内周侧端部221和各臂部223之间的内周侧连接部224从内周侧端部221向径向外侧突出设置。连接外周侧端部222和各臂部223之间的外周侧连接部225从外周侧端部222向径向内侧突出设置。
同样,下侧板簧(后侧弹簧)24具有:安装在透镜架14上的内周侧端部241;安装在磁轭20上的外周侧端部(未图示);以及为了连接内周侧端部241和外周侧端部之间而沿着周向设置的N根臂部(桥接部)243。内周侧端部241做成圆环状。外周侧端部从内周侧端部241离开地设置,并具有比内周侧端部241大的半径。各臂部243沿着周向延伸。连接内周侧端部241和各臂部243之间的内周侧连接部244从内周侧端部241向径向外侧突出设置。连接外周侧端部和各臂部243之间的外周侧连接部245从外周侧端部向径向内侧突出设置。
而且,内周侧端部也称为内环(内环部),外周侧端部也称为外环(外环部)。
上侧板簧(前侧弹簧)22的内周侧端部221被透镜架14和限制件26挟持而固定。换言之,限制件26与透镜架14嵌合以便将上侧板簧(前侧弹簧)22的内周侧端部221夹持在该限制件26与透镜架14之间。另一方面,上侧板簧(前侧弹簧)22的外周侧端部222被夹持在磁轭20和罩28之间而固定。
限制件26具有如下功能。即、限制件26具有使上侧板簧(前侧弹簧)22的内周侧端部221与透镜架14无偏差地高精度密合的功能。由此,能够改善VCM(音圈马达)特性的偏差。另外,限制件26具有提高上侧板簧(前侧弹簧)22的接合强度的功能。由此使透镜驱动装置10的耐冲击性提高。并且,限制件26具有防止透镜驱动装置10落下冲击时的上侧板簧(前侧弹簧)22变形的功能。由此也使透镜驱动装置10的耐冲击性提高。另外,限制件26具有决定透镜驱动装置10的机械行程的功能。
此外,如后所述,在本实施方式中,在该限制件26上还附加有防止透镜架14旋转的功能。
另一方面,下侧板簧(后侧弹簧)24的外周侧端部借助于衬垫30固定在磁轭20上。换言之,衬垫30和下侧板簧(后侧弹簧)24的外周侧端部被夹持在磁轭20和驱动器基座12之间而固定。下侧板簧(后侧弹簧)24的内周侧端部241被固定透镜架14的下端(后端)侧。
在透镜架14的筒状部140的内周壁上切割有阴螺纹142。另一方面,虽然未图示,但在透镜组件(筒)的外周壁上切割有与上述阴螺纹142螺纹结合的阳螺纹。因此,在要将透镜组件(筒)安装在透镜架14上时,通过将透镜组件(筒)相对于透镜架14的筒状部140绕光轴O旋转并沿光轴O方向进行螺纹结合,便将透镜组件(筒)容纳在透镜架14内,利用粘接剂等相互接合。
此时,虽然担心透镜架14会一起旋转,但如后所述,可完全防止透镜架14旋转。
通过对驱动线圈16通电,从而利用永久磁铁18的磁场和流动于驱动线圈16中的电流形成的磁场的相互作用,能够在光轴O方向对透镜架14(透镜组件)进行位置调整。
在下侧板簧(后侧弹簧)24和驱动器基座12之间配置有片状电极32。该片状电极32用于对驱动线圈16电力供给。
在图示的实施方式中,限制件26具有设置在相对于光轴O仅以180°旋转的两个旋转对称位置上的两个コ字形状的防止旋转按压部262。在将透镜组件安装在透镜架14的筒状部140上时,这些コ字形状的防止旋转按压部262作为完全防止透镜架14旋转的旋转防止部件发挥作用。即、透镜组件向透镜架14的筒状部140安装时,通过将夹具(未图示)***并保持在两个コ字形状的防止旋转按压部262上,从而完全防止透镜架14旋转。此时,可确保(保持)限制件16和罩28之间的间隙。
在上述透镜驱动装置10中,保持透镜组件的透镜架14和驱动线圈16的组合作为配置在中央部的柱状的可动部(14、16)起作用。而且,驱动器基座12、永久磁铁18、磁轭20、以及罩28的组合作为配置在可动部(14、16)周围的筒状固定部(12、18、20、28)起作用。
其次,对作为上侧板簧(前侧弹簧)22以及下侧板簧(后侧弹簧)24使用的材料(材质)进行说明。在以下,将上侧板簧22以及下侧板簧24统一简称为“板簧”。
在本发明的第1实施方式的透镜驱动装置10中,作为板簧(22、24)使维氏硬度为500HV以上的材料。由此,能够提供兼具耐冲击性能和透镜倾斜度(倾斜)性能的透镜驱动装置10。
(实施例1)
在本发明的第1实施例中,作为板簧(22、24),使用通过冷加工形成的维氏硬度高达500HV以上且穿透率小的高硬度非磁性不锈钢。作为这种不锈钢,例如能够使用日本金属工业株式会社制的NTK S-4。其化学成分(质量%)如图3所示。
该高硬度非磁性不锈钢的相对磁导率大约是1.002。
该原材料的维氏硬度虽然为260HV较低,但通过实施冷加工,如图4所示,能够使维氏硬度上升到500HV以上。在图4中,横轴表示冷加工率(%),纵轴表示维氏硬度(HV)。
其次,对利用了冷轧的板簧的原材料(薄板)的制造方法进行说明。首先,使用原材料重绕机将原材料大线圈分割成需要量。接着,使用可逆式冷轧钢机,将原材料轧制到适合于退火工序的厚度(中间轧制)。使用薄板用脱脂装置,从轧制后的原材料去除轧制油(脱脂洗净)。使用硬式连续光亮退火炉,对轧制后原材料的晶体组织进行调整,去除内部应变(光亮退火)。使用可逆式冷轧机,做出调整后的原材料的最终厚度和形状,精加工至所定的机械特性(最终轧制)。使用薄板用脱脂装置,从轧制后的原材料去除轧制油(脱脂洗净)。使用卧式连续光亮退火炉,从轧制后的原材料去除轧制应变(TA)。并且,使用薄板条宽度切断机,将轧制后的原材料切断成规定尺寸(切断)。
另外,如图5所示可知,通过300~500℃的低温退火,维氏硬度通过轧制状态上升60~70HV。在图5中,横轴表示低温退火温度(℃),纵轴表示维氏硬度(HV)。
在此可知,铍铜的维氏硬度在380~450HV的范围。因此,第1实施例的高硬度非磁性不锈钢的维氏硬度比铍铜的维氏硬度高。
在该技术领域众所周知:维氏硬度越高,屈服应力(屈服强度)就越高。
这样,在第1实施例中,通过使用维氏硬度为500HV以上的高硬度非磁性不锈钢作为板簧,从而能够提供兼具耐冲击性能和透镜倾斜度(倾斜)性能的透镜驱动装置10。
(实施例2)
在本发明的第2实施例中,作为板簧使用通过冷加工得到的维氏硬度高达500HV以上的高硬度不锈钢(奥氏体系的铬、镍钢)。作为这种不锈钢,例如能够使用日本金属工业株式会社制的NTK301(SUS301)。其化学成分(质量%)如图6所示。
该高硬度不锈钢的相对磁导率大约是1.50。
该原材料的维氏硬度为191HV较低,但是通过实施冷加工,如图7所示,能够使维氏硬度上升到500HV以上。在图7中,横轴表示冷加工度(%),纵轴表示维氏硬度(HV)。
利用了冷轧的板簧的原材料(薄板)的制造方法与上述第1实施例相同,因此省略其说明。
另外,如图8所示可知,通过300~400℃的热处理,维氏硬度上升30~40HV。在图8中,横轴表示热处理温度(℃),纵轴表示维氏硬度(HV)。
如上所述可知,铍铜的维氏硬度在380~450HV的范围。因此,第2实施例的高硬度不锈钢的维氏硬度比铍铜的维氏硬度高。
图9是表示SUS301的维氏硬度和屈服应力(屈服强度)之间的关系的图表。在图9中,横轴表示维氏硬度(HV),纵轴表示屈服强度(N/mm2)。从图9可知,维氏硬度越高屈服应力(屈服强度)就越高。
这样,在第2实施例中,作为板簧通过使用维氏硬度为500HV以上的高硬度不锈钢,从而能够提供兼具耐冲击性能和透镜倾斜度(倾斜)性能的透镜驱动装置10。
图10是表示图2所示的透镜驱动装置10的驱动线圈16中流动的电流(mA)和使用了相对磁导率不同的板簧(22、24)的场合的行程(μm)的关系的图表。
从图10可知,相比使用了相对磁导率为1.0002的板簧(22、24)的情况,使用了相对磁导率为1.5的板簧(22、24),其起动电流值增加25mA。而且,使用了相对磁导率为1.0002的板簧(22、24)的场合的倾斜度为6.3,与此相对,使用了相对磁导率为1.5的板簧(22、24)的场合的倾斜度为7.4。即、相对磁导率越高推力就越增加。
图11是表示基于图10求出的相对磁导率和VCM特性倾斜度(μm/mA)的关系的图表。从图11可知,如果相对磁导率为1.1以上,则与以往相比可得到足够高的推力。
换言之,在图2所示的透镜驱动装置10中,作为与摄像元件接近的下侧板簧24,通过使用相对磁导率μs为1.1以上的不锈钢,能够减少固定侧的泄漏磁场,能够使透镜驱动装置10的推力增加。
后述变形例1~3是在以上述实施例1或上述实施例2为前提的基础上,使耐冲击性能进一步提高的例子。
(变形例1)
其次,对本发明的板簧的第1变形例进行说明。
图12是表示本发明的第1变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22的主要部的俯视图,而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)24也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22同样的结构,因此省略其说明。
上侧板簧22具有形成于外周侧端部222和各臂部223之间的第一狭缝226。该第一狭缝226具有:形成于外周侧端部222和各臂部223之间的圆弧状的第一延伸狭缝部226a;以及形成于外周侧连接部225附近的第一根基狭缝部226b。该第一根基狭缝部226b具有比第一延伸狭缝部226a的狭缝宽度大的宽度,而且从各臂部223的根基部离开地形成且做成用曲线包围的鼓出形状。
另外,上侧板簧22具有形成于内周侧端部221和各臂部223之间的第二狭缝227。在内周侧连接部224上形成有用于将内周侧端部221安装在透镜架14上的开口224a。第二狭缝227具有:形成于内周侧端部221和臂部223之间的实际上圆弧状的第二延伸狭缝部227a;以及形成于内周侧连接部224附近的第二根基狭缝部227b。该第二根基狭缝部227b以与上述开口224a接近而且从各臂部223的根基部离开的方式从第二延伸狭缝部227a突出地形成。
这样,由于在各臂部223的根基形成第一及第二根基狭缝部226b、227b,因此能够缓和施加给板簧22的各臂部223的根基的应力。由此能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
另外,由于第二根基狭缝部227b与内周侧连接部224的开口224a接近,因此能够吸收动作时从内周侧端部221向臂部223传递的扭曲。
(变形例2)
其次,对本发明的板簧的第2变形例进行说明。
图13是表示本发明的第2变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22A的主要部的俯视图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22A同样的结构,因此省略其说明。
图示的上侧板簧22A如后所述,除了第二狭缝的形状不同这点以外,实际上具有与图12所示的上侧板簧22同样的结构。因此,对第二狭缝附注227A的参照符号。为了简化说明,以下仅对与第1变形例的不同点进行说明。
外周侧端部222在其四个角具备用于将该外周侧端部222安装在磁轭22上的四个圆孔222a。另外,外周侧端部222具有形成于各圆孔222a和第一狭缝226的根基狭缝部226b之间的圆弧状狭缝222b。
内周侧连接部224没有图12所示那样的开口224a。
第二狭缝227A具有:形成于内周侧端部221和臂部223之间的圆弧状的第二延伸狭缝部227Aa;以及形成于内周侧连接部224的附近的第二根基狭缝部227Ab。该第二根基狭缝部227Ab以从各臂部223的根基部离开的方式从第二延伸狭缝部227Aa突出地形成。
这样,由于在各臂部223的根基形成第一及第二根基狭缝部226b、227Ab,在第一根基狭缝部226b的附近形成圆弧状狭缝222b,因此能够缓和施加给板簧22A的各臂部223的根基的应力。由此能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
(变形例3)
其次,对本发明的板簧的第3变形例进行说明。
图14是表示本发明的第3变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22B的主要部的俯视图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22B同样的结构,因此省略其说明。
图示的上侧板簧22B如后所述,除了第一及第二狭缝的形状不同这点以外,具有与图13所示的上侧板簧22A同样的结构。因此,对第一及第二狭缝分别附注226A及227A的参照符号。为了简化说明,以下仅对与第2变形例的不同点进行说明。
第一狭缝226A具有形成于外周侧端部222和各臂部223之间的圆弧状的第一延伸狭缝部226Aa;以及形成于外周侧连接部225附近的第一根基狭缝部226Ab。该第一根基狭缝部226Ab具有比第一延伸狭缝部226Aa的狭缝宽度大的宽度,而且构成由曲线包围的鼓出形状。
第二狭缝227B具有:形成于内周侧端部221和臂部223之间的圆弧状的第二延伸狭缝部227Ba;以及形成于内周侧连接部224附近的第二根基狭缝部227Bb。该第二根基狭缝部227Bb具有比第二延伸狭缝部227Ba的狭缝宽度大的宽度,而且构成由曲线包围的鼓出形状。
这样,由于在各臂部223的根基形成第一及第二根基狭缝部226Ab、227Bb,在第一根基狭缝部226Ab的附近形成圆弧状狭缝222b,因此能够缓和施加给板簧22B的各臂部223的根基的应力。由此能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
后述变形例4是在以上述实施例1或上述实施例2为前提的基础上,使透镜倾斜度(倾斜)性能进一步提高的例子。
(变形例4)
其次,对本发明的板簧的第4变形例进行说明。
图15是表示本发明的第4变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22C的立体图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22C同样的结构,因此省略其说明。
在图示的上侧板簧22C中,其板厚t在0.03mm~0.08mm的范围内。臂部223的宽度尺寸w在0.08mm~0.35mm的范围内。而且,臂部223的长度尺寸L在6mm~9mm的范围内。在图示的上侧板簧22C中,臂部223的根数N为4。但是该根数N在2~4的范围内即可。
图16是表示臂纵横尺寸比(w/t)和倾斜恶化率之间的关系的图表。在图16中,横轴表示臂纵横尺寸比(w/t),纵轴表示倾斜恶化率(倍)。
具体地说,上侧板簧22C的板厚t为0.03mm、臂部223的宽度尺寸w为0.18mm时,臂纵横尺寸比(w/t)等于6.0。图16是使该臂纵横尺寸比(w/t)为6.0时的倾斜恶化率为1的情况的图表。
从图16可知,臂纵横尺寸比(w/t)越小倾斜恶化率越上升(恶化)。具体地说,臂纵横尺寸比(w/t)在6.0~1.5的范围内,倾斜恶化率缓慢上升,但是,若臂纵横尺寸比(w/t)不足1.5,则倾斜恶化率急剧恶化(上升)。
因此可知,如果臂纵横尺寸比(w/t)在6.0~1.5的范围内,则能够提高透镜倾斜度(倾斜)性能。
后述变形例5~8是在以上述实施例1或上述实施例2为前提、而且以上述变形例4为前提的基础上,使耐冲击性能进一步提高的例子。
(变形例5)
其次,对本发明的板簧的第5变形例进行说明。
图17是表示本发明的第5变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22D的俯视图。图18是放大表示图17所示的上侧板簧(前侧弹簧)22D的一部分的部分放大图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22D同样的结构,因此省略其说明。
该第5变形例具有与上述专利文献3所公开的结构同样的结构。即、在上侧板簧22D中,各臂部223具有一个狭缝223a。该狭缝223a作为防止应力向臂部223的基部集中的应力集中防止机构起作用。由此,能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
(变形例6)
其次,对本发明的板簧的第6变形例进行说明。
图19是表示本发明的第6变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22E的一部分的俯视图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22E同样的结构,因此省略其说明。
在图示的上侧板簧22E中,各臂部223具有两个狭缝223a。这些狭缝223a作为防止应力向臂部223的基部集中的应力集中防止机构起作用,由此,能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
(变形例7)
其次,对本发明的板簧的第7变形例进行说明。
图20是表示本发明的第7变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22F的一部分的俯视图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22F同样的结构,因此省略其说明。
图示的上侧板簧22F具有八根臂部223。各臂部223做成大致90度的角度的圆弧状,以与邻接的臂部223重叠的状态配置。通过这种结构,能够防止应力向臂部223的基部集中。其结果,能提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
(变形例8)
其次,对本发明的板簧的第8变形例进行说明。
图21是表示本发明的第8变形例的上侧板簧(前侧弹簧)22G的一部分的俯视图。而且,由于下侧板簧(后侧弹簧)也具有与上侧板簧(前侧弹簧)22G同样的结构,因此省略其说明。
在图示的上侧板簧22G中,内周侧端部221具有折皱部221-1。通过这种结构,能够防止向臂部223的基部的应力集中。其结果,能够提高便携式电话落下等的耐冲击性能。
另外,在上述变形例8中,在内周侧端部221设置折皱部221-1,但也可以在其他部分设置折皱部分。例如,也可以在臂部223上设置折皱部。换言之,臂部223不必是大致圆弧状形状,也可以采用各种形状。
参照图22至图26,对本发明的第2实施方式的透镜驱动装置10A进行说明。图22是从斜前方上方观察透镜驱动装置10A的外观的立体图。图23是在省略了透镜筒41的状态下从斜前方上方观察透镜驱动装置10A的立体图。图24是在省略了透镜筒41和外上侧罩46的状态下从斜前方上方观察透镜驱动装置10A的立体图。图25是在省略了透镜筒41的状态下从斜前方上方观察透镜驱动装置10A的立体图。图26是在省略了透镜筒41和外上侧罩46和内上侧罩(限制件)60的状态下表示透镜驱动装置10A的主视图。
这里,如图22至图26所示,使用正交坐标系(X、Y、Z)。在图22至图26所示的状态下,在正交坐标系(X、Y、Z)中,X轴方向是前后方向(进深方向),Y轴方向是左右方向(宽度方向),Z轴方向是上下方向(高度方向)。在图22至图26所示的例子中,上下方向Z是透镜的光轴O方向。另外,在本说明书中,前方向也称为第一侧,后方向也称为第二侧。
但是,在实际使用的状况中,光轴O方向、即、Z轴方向成为前后方向。换言之,Z轴的上方向成为前方向,Z轴的下方向成为后方向。
图示的透镜驱动装置10A是作为驱动源(驱动方法)采用使用了形状记忆合金(Shape Memory Alloy:SMA)的SMA方式的透镜驱动装置。
图示的透镜驱动装置10A具有相对于通过光轴O且由前后方向X以及上下方向Z规定(延伸)的平面面对称的结构。
图示透镜驱动装置10A例如配备在附带可自动调焦的摄像机的便携式电话机上。透镜驱动装置10A包含透镜筒(透镜组件)41,透镜筒(透镜组件)41内装有作为可动透镜的自动调焦透镜AFL。透镜驱动装置10A用于使透镜筒41仅在光轴O方向上移动。
如图22所示,透镜驱动装置10A具备覆盖透镜筒41的大致长方体形状的框体(壳体)42。换言之,在框体(壳体)42内配置有透镜筒41。框体(壳体)42包含驱动器基座44和外上侧罩46。
另一方面,虽然未图示,但在驱动器基座44的中央部搭载有配置在基板上的摄像元件。该摄像元件拍摄由可动透镜AFL成像的被拍摄体图像并转换成电信号。摄像元件由例如CCD(charge coupled device)型图像传感器、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型图像传感器等构成。
透镜驱动装置10A包含保持上述透镜筒41的透镜架48。换言之,透镜筒41保持、固定在透镜架48内。若详细地说,透镜架48包含呈大致圆筒状的筒状部482。在透镜架48的筒状部482的内周壁上切割有阴螺纹(未图示)。另一方面,在透镜筒41的外周壁上切割有与上述阴螺纹螺纹结合的阳螺纹(图示)。因此,在要将透镜筒41安装在透镜架48上时,通过使透镜筒41相对于透镜架48绕光轴O旋转并沿光轴O方向进行螺纹结合,从而将透镜筒41容纳在透镜架48内,并利用粘接剂等相互接合。
透镜架48在壳体42内如后所述,被支撑成仅在光轴O方向可移动。通过透镜筒41和透镜架48的组合构成透镜可动部(41、48)。
在透镜架48的筒状部482的外周壁上具有在前后方向X的前方向径向外侧突出的突出部484。突出部484从筒状部482的上端朝向下端并沿上下方向Z突出。该突出部484是用于卡定后述的形成为线状的形状记忆合金丝62的中间部62a的构件。因此,突出部484也称为卡定突起。
驱动器基座44具有:环状的基座部442;以及在基座部442的四个角向上下方向Z的上方稍微突出的四个基座突出部444。四个基座突出部444分别具有向上方突出的四个基座突起444a。在四个基座突出部444中的前方的两个基座突出部444之间形成有前方凹部446,在后方的两个基座突出部444之间形成有后方凹部448。
框体(壳体)42还具有前方支撑部件52和后方支撑部件54。前方支撑部件52安装在驱动器基座44的前方,后方支撑部件54安装在驱动器基座44的后方。前方支撑部件52和后方支撑部件54实际上做成相同形状。前方支撑部件52以及后方支撑部件54配置成关于通过光轴O且由左右方向Y以及上下方向Z规定(延伸)的平面面对称。换言之,前方支撑部件52以及后方支撑部件54相对于上述平面具有镜像关系。
前方支撑部件52也称为第一支撑部件,后方支撑部件54也称为第二支撑部件。将第一及第二支撑部件总地简称为支撑部件。
另外,由于前方支撑部件52是用于保持后述一对电极64的构件,因此也称为电极架。
前方支撑部件(电极架)52具有:***驱动器基座44的前方凹部446的前方基座部522;搭载在驱动器基座44的前方的一对基座突出部444上的一对前方支持突出部524;以及连接前方基座部522的两端部和一对前方支持突出部524之间的一对前方支撑连接部526。一对前方支持突出部524向上方突出,分别具有向上方突出的一对前方支持突起524a。另外,虽然未图示,但一对前方支持突出部524在底部具有一对前方支持孔,该一对前方支持孔用于***从前方的一对基座突出部444突出的一对基座突起444a。如后所述,一对的电极64由一对前方支撑连接部526保持。
同样,后方支撑部件54具有:***驱动器基座44的后方凹部448的后方基座部542;搭载在驱动器基座44的后方的一对基座突出部444上的一对后方支持突出部544;以及连接后方基座部542的两端部和一对后方支持突出部544之间的一对后方支持连接部546。一对的后方支持突出部544向上方突出,分别具有向上方突出的一对后方支持突起544a。另外,虽然未图示,但一对后方支持突出部544在其底部具有一对后方支撑孔,该一对后方支撑孔用于***从后方的一对基座突出部444突出的一对基座突起444a。
透镜驱动装置10A具备分别设置在透镜架48的筒状部482的光轴O方向上侧及下侧的上侧板簧56和一对下侧板簧58。上侧板簧56和一对下侧板簧58配置在透镜架48和壳体42之间,并作为弹性部件50起作用,该弹性部件50将透镜架48定位于径向的状态下并在光轴O方向可位移地支撑该透镜架48。
另外,如上所述,在实际使用状况中,Z轴方向(光轴O方向)的上方向成为前方向,Z轴方向(光轴O方向)的下方向成为后方向。因此,上侧板簧56也称为前侧弹簧,一对下侧板簧58也称为后侧弹簧。
这些上侧板簧(前侧弹簧)56及一对下侧板簧(后侧弹簧)58均由上述的第1实施例或第2实施例中所示的特殊的不锈钢金属制品构成。并且,上侧板簧(前侧弹簧)56及一对下侧板簧(后侧弹簧)58通过对所定的薄板的冲压加工、或者使用了光刻法技术的蚀刻加工来制造。而且,蚀刻加工比冲压加工更为理想。其理由是在蚀刻加工中不会在板簧上残留有残余应力。
上侧板簧56配置在透镜架48的光轴O方向上侧,一对下侧板簧58配置在透镜架48的光轴O方向下侧。
上侧板簧56具有:安装在透镜架48上的上侧环部562;以及如后所述安装在壳体42的四个角上的四个上侧端部564。在上侧环部562和四个上侧端部564之间设有四个上侧臂部566。即、四个上侧臂部566连接上侧环部562和四个上侧端部564。
上侧板簧56的上侧环部562固定在透镜架48的筒状部482上。若详细地说,透镜架48具有从筒状部482的上端向径向外侧突出的四个上侧架突出部486。四个上侧架突出部486分别具有向上方突出的四个上侧架突起部486a。上侧板簧56的上侧环部562具有这四个上侧架突起部486a分别进行***的四个上侧弹簧孔562a。
另一方面,上侧板簧56的四个上侧端部564固定在前方支撑部件52的一对前方支持突出部524以及后方支撑部件54的一对后方支持突出部544上。若详细地说,上侧板簧56的四个上侧端部564分别具有形成于一对前方支持突出部524上的一对前方支持突起524a以及形成于一对后方支持突出部544上的一对后方支持突起544a所嵌入的四个上侧端部孔564a。壳体42还具有设置在外上侧罩46的内部的树脂制的内上侧罩60。利用该内上侧罩60,上侧板簧56的四个上侧端部564被固定。
若详细地说,内上侧罩60的构成包括:呈环形状的内罩主体602;在该内罩主体602的四个角向下方稍微突出的四个卡定突出部604;在前侧的一对突出部604近旁向下方延伸的一对前方延伸部606;以及在后侧的一对突出部604近旁向下方延伸的一对后方延伸部608。四个卡定突出部604分别具有前方支撑部件52的一对前方突起524a以及后方支撑部件54的一对后方支持突起544a所***的四个贯通孔604a。因此,上侧板簧56的四个上侧端部564在被夹持在内上侧罩60的四个卡定突出部604、和前方支撑部件52的一对前方支持突出部524以及后方支撑部件54的一对后方支持突出部544之间的状态下被固定。内上侧罩60由于具有防止上侧板簧56从前方支撑部件52以及后方支撑部件54脱落的功能,因此也称为限制件。
因此,壳体42的构成包括驱动器基座44、外上侧罩46、前方支撑部件(电极架)52、后方支撑部件54、以及内上侧罩(限制件)60。
一对下侧板簧58中的一方设置左右方向Y的右侧,另一方设置在左右方向Y的左侧。一对下侧板簧58配置成关于通过光轴O且由前后方向X及上下方向Z规定的(延伸的)平面面对称。换言之,一对下侧板簧58的一方以及另一方相对于上述平面相互具有镜像关系。
右侧的下侧板簧58具有:在右方沿前后方向X以弧状延伸的下侧圆弧部582;以及设置在右侧的前后方向X的两个角上的一对下侧端部584。在下侧圆弧部582和一对下侧端部584之间设有一对下侧臂部586。即、一对下侧臂部586连接下侧圆弧部582和一对下侧端部584。一对下侧端部584具有一对下侧端部孔584a,该一对下侧端部孔584a用于嵌入驱动器基座44的四个基座突起444a中的设于右方的一对基座突起444a。因此,右侧的下侧板簧58的一对下侧端部584被夹持并固定在驱动器基座44的右侧的一对基座突出部444、和前方支撑部件52的右侧的前方突出部524以及后方支撑部件54的右侧的后方突出部544之间。右侧的下侧板簧58的下侧圆弧部582安装在透镜架48的筒状部482的下端部的右侧。
同样,左侧的下侧板簧58具有在左方并沿前后方向X以弧状延伸的下侧圆弧部582、和设置在左侧的前后方向X的两个角上的一对下侧端部584。在下侧圆弧部582和一对下侧端部584之间设有一对下侧臂部586。即、一对下侧臂部586连接下侧圆弧部582和一对下侧端部584。一对下侧端部584具有一对下侧端部孔584a,该一对下侧端部孔584a用于嵌入驱动器基座44的四个基座突起444a中的设于左方的一对基座突起444a。因此,左侧的下侧板簧58的一对下侧端部584被夹持并固定在驱动器基座44的左侧的一对基座突出部444、和前方支撑部件52的左侧的前方突出部524以及后方支撑部件54的左侧的后方突出部544之间。左侧的下侧板簧58的下侧圆弧部582安装在透镜架48的筒状部482的下端部的左侧。
由上侧板簧56和一对下侧板簧58构成的弹性部件50作为将透镜架48仅在光轴O方向可移动地引导的引导机构起作用。上侧板簧56以及一对下侧板簧58的各个如上所述,由在上述第1实施例以及第2实施例中所示的、特殊的不锈钢构成。
通过这种结构,透镜可动部(41、48)相对框体(壳体)42仅在光轴O方向上可以移动。
在上述透镜驱动装置10A中,包含保持透镜筒41的筒状部482在内的透镜架48作为配置在中央部的可动部(41、48)起作用。另外,由驱动器基座44、外上侧罩46、前方支撑部件(电极架)52、后方支撑部件54、以及内上侧罩(限制件)60构成的壳体42作为配置在可动部(41、48)的周围的筒状固定部起作用。
透镜驱动装置10A具备:配置在透镜架48的筒状部482的外壁近傍的形成为线状的形状记忆合金丝62;以及分别与该形状记忆合金丝62的两端部电连接的一对电极64。形状记忆合金(SMA)丝62和一对电极64的组合称为形状记忆合金(SMA)组件66。SMA组件66如后所述,保持在前方支撑部件(电极架)52上。
参照图27以及图28对SMA组件66向前方支撑部件(电极架)52的安装状态进行说明。图27是从斜前方上方观察将SMA组件66安装在电极架52上的状态的立体图。图28是从斜后方上方观察将SMA组件66安装在电极架52上的状态的立体图。
一对电极64做成左右对称的形状。一对电极64实际上沿上下方向Z延伸。各电极64具有:用前方支撑连接部526保持的大致L字型的被保持部642;在该被保持部642的上端部弯曲成断面コ字状的连接部644;以及从被保持部642的内侧端部向下方延伸的带状的端子部646。各电极64通过铆接连接部644与形状记忆合金丝62的端部电连接。端子部646接受来自未图示的驱动电路的驱动电流的供给。
如图28所示,电极64的被保持部642由电极架52的前方支撑连接部526的背面保持。被保持部642具有圆孔642a。
如图28所示,前方支撑连接部526具有从其背面向后方突出的圆柱状的第一突出部526a,以便嵌入到被保持部642的圆孔642a中。而且,前方支撑连接部526具有从其背面向后方突出的第二突出部526b,以便与被保持部642的底面部卡定。并且,前方支撑连接部526还具有从其背面向后方突出的大致三角柱状的第三突出部526c,以便与被保持部642的L字的内侧弯曲部配合。此外,电极64的被保持部642的外侧面卡定在电极架52的前方支持突出部524的内侧壁上。
这样,SMA组件66安装在前方支撑部件(电极架)52上。此外,形状记忆合金丝62的中间部62a与透镜架48的突出部(卡定突起)484卡定。即、形状记忆合金丝62架设在透镜架48和壳体42之间。
其次,对透镜驱动装置10A的概略动作进行说明。
众所周知,所谓“形状记忆合金”是指具有预先给予的变形应变在特定的温度区域成为零并恢复到原来形状的性质的金属。形状记忆合金例如由钛镍合金构成。
另外,图示的形状记忆合金丝62是如下类型的金属丝:若通过通电自己发热则收缩到预先记忆的收缩长度,若停止通电则通过自然冷却返回到预先决定的原来长度(松弛状态的长度)。
上述弹性部件50沿光轴O方向向下方向对透镜架48作用力地发挥作用。另一方面,形状记忆合金丝62在从驱动电路(未图示)通过一对电极64而被通电时则进行收缩。其结果,透镜架48克服弹性部件50的下方向的作用力,沿光轴O方向向上方移动。
另一方面,若停止对形状记忆合金丝62的通电,则形状记忆合金丝62自然冷却。其结果,形状记忆合金丝62因弹性部件50的下方向的作用力而拉伸。其结果,透镜架48沿光轴O方向向下方移动。
即、形状记忆合金丝62利用其通电/非通电引起的温度变化在光轴O方向进行伸缩,作为使透镜架48在光轴O方向移动的移动机构而起作用。
弹性部件50和SMA组件66的组合作为在光轴O方向上可移动地支撑透镜可动部(41、48)并且对透镜可动部(41、48)进行驱动的透镜驱动部(50、66)起作用。
如图24所示,透镜驱动部(50、66)和透镜可动部(41、48)相对于光轴O并排配置。因此,能够使透镜驱动装置10A低背化。
在本发明的第2实施方式的透镜驱动装置10A中,作为板簧(56、58),使用了维氏硬度为500HV以上的材料。由此,能够提供兼具耐冲击性能和透镜倾斜度(倾斜)性能的透镜驱动装置10A。
以上对本发明通过其优选的实施方式进行了说明,但在不脱离本发明的精神的范围内显然可以由本领域人员进行各种变更。例如,虽然用三根或四根臂部223连接内周侧端部221和外周侧端部222之间,但一般情况下,也可以应用于用N根(N为2以上的整数)的臂部连接内周侧端部221和外周侧端部222之间的板簧。但是,优选N在2~4的范围。
Claims (14)
1.一种板簧,将配置在中央部的柱状可动部相对于配置在该可动部周围的筒状固定部在径向定位的状态进行支撑并使上述可动部在中心轴方向可以位移,该板簧的特征在于,
上述板簧由相对磁导率为1.1以上的不锈钢构成。
2.根据权利要求1所述的板簧,其特征在于,
上述板簧具有:
圆环状的内周侧端部;
从该内周侧端部离开地设置且半径比上述内周侧端部大的外周侧端部;
为了连接上述内周侧端部和上述外周侧端部之间而沿周向设置的N根臂部;
连接上述内周侧端部和上述N根臂部的N个内周侧连接部;以及
连接上述外周侧端部和上述N根臂部的N个外周侧连接部,
其中,N为2以上的整数。
3.根据权利要求2所述的板簧,其特征在于,
上述板簧具有:
形成于上述外周侧端部和各臂部之间的第一狭缝;以及
形成于上述内周侧端部和各臂部之间的第二狭缝,
上述第一狭缝具有:
形成于上述外周侧端部和各臂部之间的圆弧状的第一延伸狭缝部;以及
形成于上述外周侧连接部近旁的第一根基狭缝部,
上述第二狭缝具有:
形成于上述内周侧端部和各臂部之间的实际上为圆弧状的第二延伸狭缝部;以及
形成于上述内周侧连接部近旁的第二根基狭缝部。
4.根据权利要求3所述的板簧,其特征在于,
上述第一根基狭缝部具有比上述第一延伸狭缝部的狭缝宽度大的宽度,而且从各臂部的根基部离开地形成并做成用曲线包围的鼓出形状。
5.根据权利要求3所述的板簧,其特征在于,
上述内周侧连接部具有用于将上述内周侧端部安装在上述可动部上的开口,
上述第二根基狭缝部以接近上述开口而且从各臂部的根基部离开的方式从上述第二延伸狭缝部突出地形成。
6.根据权利要求3所述的板簧,其特征在于,
上述第二根基狭缝部以从各臂部离开的方式从上述第二延伸狭缝部突出地形成。
7.根据权利要求6所述的板簧,其特征在于,
上述外周侧端部具有形成于其角部且用于将该外周侧端部安装在上述固定部上的圆孔和形成于该圆孔和上述第一根基狭缝部之间的圆弧状的狭缝。
8.根据权利要求3所述的板簧,其特征在于,
上述第一根基狭缝部具有比上述第一延伸狭缝部的狭缝宽度大的宽度,而且做成用曲线包围的鼓出形状,
上述第二根基狭缝部具有比上述第二延伸狭缝部的狭缝宽度大的宽度,而且做成用曲线包围的鼓出形状。
9.根据权利要求1所述的板簧,其特征在于,
在将上述板簧的板厚设为t、将上述臂部的宽度尺寸设为w时,臂纵横尺寸比(w/t)在6.0~1.5的范围。
10.根据权利要求9所述的板簧,其特征在于,
上述N在2~4的范围。
11.根据权利要求9或10所述的板簧,其特征在于,
各臂部至少具有一个狭缝。
12.根据权利要求9或10所述的板簧,其特征在于,
邻接的臂部相互重叠地配置。
13.根据权利要求9或10所述的板簧,其特征在于,
上述内周侧端部具有折皱部。
14.一种透镜驱动装置,采用了使用音圈马达作为驱动源的VCM方式,作为上述可动部具备透镜架和驱动线圈,该透镜架具有用于保持透镜组件的筒状部,该驱动线圈以位于上述筒状部周围的方式固定在该透镜架上,
作为上述固定部具备磁轭,该磁轭具有与上述驱动线圈相对的永久磁铁,
上述透镜驱动装置具备设置在上述透镜架的筒状部的光轴方向两侧,且将上述透镜架在径向定位的状态进行支撑并使上述透镜架在光轴方向可以位移的一对板簧,
上述一对板簧的各个具有安装在上述透镜架上的上述内周侧端部和安装在上述磁轭上的上述外周侧端部,
通过对上述驱动线圈通电,从而利用上述永久磁铁的磁场和流动于上述驱动线圈上的电流形成的磁场的相互作用,可对上述可动部在光轴方向进行位置调整,上述透镜驱动装置的特征在于,
上述一对板簧的各个由权利要求2~13任一项所述的板簧构成。
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