CN116683789A - 压电超声波马达、光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备 - Google Patents
压电超声波马达、光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供不易阻碍振动体的移动的压电超声波马达、使用压电超声波马达的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。压电超声波马达(100)包括柱状体(74)、驱动轴(71)和搭载多个片状的压电元件(73a、73b、73c及73d)的FPC(72)。柱状体(74)具有对置的两个底面部(74e及74f)和包围该两个底面部(74e、74f)之间的区域的侧面部(74a、74b、74c及74d),且具有贯穿两个底面部(74e及74f)之间的贯通孔(74g)。驱动轴(71)***柱状体(74)的贯通孔(74g)中。FPC(72)使多个压电元件(73a、73b、73c及73d)与柱状体(74)的侧面部(74a、74b、74c及74d)接触而裹在柱状体(74)上,从而能够向多个压电元件(73a、73b、73c及73d)供给驱动电力。
Description
技术领域
本发明涉及压电超声波马达、使用压电超声波马达的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。
背景技术
压电超声波马达由具有贯通孔并在该贯通孔中***驱动轴的柱状体和附着在该柱状体的侧面部的多个压电元件构成。这种压电超声波马达例如公开于专利文献1中。
随着最近IT产业的高速发展,与用于安装到智能电话等的超小型照相机模块相关的需求不断增加。在照相机模块中,作为透镜体等光学构件的驱动机构,可以使用音圈马达或压电超声波马达。在此,压电超声波马达具有响应速度快、防止反向驱动功能及较高的移送分辨率的优点。因此,期待压电超声波马达作为超小型照相机模块等光学构件的驱动单元。
专利文献1:日本特开2007-49895号公报。
发明内容
(发明要解决的课题)
可是,在专利文献1中公开的压电超声波马达中,来自外部电源的驱动电力经由连接端子提供给安装在金属管的压电元件。因此,在专利文献1中,为了防止连接端子从压电元件分离,设置了包围压电元件的外表面及连接端子的防脱保持架。在这种情况下,压电超声波马达中,存在防脱保持架阻碍压电元件和金属管的振动体的移动的问题。
本发明鉴于这样的课题而构思,其目的在于提供一种不易阻碍振动体的移动的压电超声波马达、使用压电超声波马达的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。
(用于解决课题的方案)
为了解决上述课题,作为本发明的优选方式的压电超声波马达,其特征在于,包括:柱状体,其具有对置的两个底面部和包围所述两个底面部之间的区域的多个侧面部,并且还具有贯穿所述两个底面部之间的贯通孔;驱动轴,***所述柱状体的贯通孔中;以及柔性印刷电路(Flexible Printed Circuit:FPC),其搭载有片状的多个压电元件,使所述多个压电元件分别与所述柱状体的多个侧面部接触而裹在所述柱状体上,从而能够向所述多个压电元件供给驱动电力。
在该方式中,所述FPC也可以在所述柱状体的与多个侧面部之间的角部对置的位置具有倒圆部(R部)。
另外,所述柱状体也可为具有4个侧面部的四棱柱,在所述FPC搭载有与所述4个侧面部接触的4个压电元件。
另外,也可以包括:覆盖所述FPC的外表面的缓冲材料。
另外,所述FPC也可以具有与所述驱动轴平行地拉出并以180度弯曲的引出部。
另外,也可以将两个电极沿着所述贯通孔的贯穿方向邻接配置在各压电元件,对各电极施加不同相位的电压。
另外,所述FPC也可以与所述柱状体电连接。
作为本发明的另一优选方式的光学构件驱动装置,其特征在于:具有支撑光学构件的载体,将上述压电超声波马达作为所述载体的驱动源。
作为本发明的又一优选方式的照相机装置,其特征在于:具备上述光学构件驱动装置。
作为本发明的再一优选方式的电子设备,其特征在于:具备上述照相机装置。
(发明效果)
依据本发明的压电超声波马达包括:柱状体,其由对置的两个底面部和包围所述两个底面部之间的区域的侧面部构成,具有贯穿所述两个底面部之间的贯通孔;驱动轴,***所述柱状体的贯通孔中;以及FPC,其搭载有片状的多个压电元件,使所述多个压电元件与所述柱状体的侧面部接触而裹在所述柱状体上,从而能够向所述多个压电元件供给驱动电力。由于FPC使多个压电元件与柱状体的侧面部接触而裹在柱状体上,从而能够向多个压电元件供给驱动电力,所以不易阻碍构成振动体的压电元件和柱状体的移动。因而,能够提供不易阻碍振动体的移动的压电超声波马达、使用该压电超声波马达的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。
附图说明
图1是搭载了包含使用了作为本发明的一个实施方式的压电超声波马达100的光学构件驱动装置5的照相机装置8的智能电话9的正视图。
图2是光学构件驱动装置5的立体图。
图3是去掉壳体10后的光学构件驱动装置5的立体图。
图4是光学构件驱动装置5的载体20及基座30的侧视图。
图5是光学构件驱动装置5的压电超声波马达100的立体图。
图6是从图5的压电超声波马达100除去毡(felt)75和FPC72的立体图。
具体实施方式
如图1所示,包含使用了作为本发明的一个实施方式的压电超声波马达100(以下,有时简称为马达100)的光学构件驱动装置5的照相机装置8,被容纳在智能电话9的框体内。
照相机装置8具有:透镜体6;图像传感器7;以及驱动透镜体6的光学构件驱动装置5。图像传感器7将经由透镜体6入射的光转换为图像信号并加以输出。光学构件驱动装置5沿着与透镜体6的光轴平行的方向驱动透镜体6。
以下,设定由与透镜体6的光轴平行的Z轴和彼此正交且与Z轴正交的X轴及Y轴构成的XYZ正交坐标系,说明光学构件驱动装置5的结构。另外,有时将从透镜体6观看拍照对象的一侧称为+Z侧、其相反侧(图像传感器7一侧)称为-Z侧。
如图2所示,光学构件驱动装置5在长方体状的壳体10内容纳具有用于支撑透镜体6的孔20a的载体20。来自拍照对象的光通过光学构件驱动装置5的中央。
如图3所示,载体20配置在基座30上。基座30为金属的板状构件,具有沿XY方向扩展的底面部31和在该底面部31的+Y侧的端部中向+Z侧以直角弯曲的侧面部32。载体20配置在底面部31的+Z侧。载体20具有将形成在用于容纳透镜体6的孔20a的周围的环状部20b和在+Y侧以与侧面部32对置的方式设置的大致长方体形状的连结部20c一体化的形状。
在基座30的底面部31中的侧面部32附近,主引导轴61及副引导轴62沿X轴方向并排且其基端部固定并朝向+Z侧而立设。主引导轴61及副引导轴62被分别容纳于形成在载体20的连结部20c的孔21及缺口部22中,以使载体20沿Z轴方向移动的方式进行引导。另外,在载体20的+Y侧的端面形成有缺口部23,马达100容纳于该缺口部23中。如后述那样,马达100的驱动轴71以使其基端部71b固定于底面部31并朝向+Z侧而立设。光学构件驱动装置5以本实施方式的马达100为驱动源,将载体20沿Z轴方向驱动。
在基座30的侧面部32的-Y侧配置有磁轭51及霍尔IC52。在载体20的与侧面部32的对置面配置有磁石53。霍尔IC52通过检测磁石53的磁场来检测载体20的Z轴方向的位置。磁轭51及磁石53彼此吸引,从而使载体20被吸引到侧面部32侧。由此,载体20的孔21的内壁及缺口部22的内壁以适当的压力压靠主引导轴61及副引导轴62,使得载体20的姿态及Z轴方向的驱动稳定。
如图4所示,容纳于载体20的马达100具有沿Z轴方向延伸的驱动轴71。驱动轴71中处于-Z侧的基端部71b直径小于驱动轴主体部71a,该小直径的部分即基端部71b***形成在底面部31的孔中,并通过铆接或焊接这样的方法来固定。主引导轴61及副引导轴62也是同样的构造,且以同样的方法固定。另外,在马达100中,FPC(柔性印刷电路基板:FlexiblePrinted Circuits)72的引出部72d被沿与驱动轴71平行的方向拉出,并弯曲180度而配置在侧面部32的-Y侧的面。
如图5及图6所示,马达100具有金属的柱状体74。在本实施方式中,柱状体74是具有对置的两个底面部74e及74f和包围该两个底面部74e及74f之间的区域的侧面部74a、74b、74c及74d的四棱柱。另外,柱状体74具有贯穿两个底面部74e及74f之间的贯通孔74g。驱动轴71***柱状体74的贯通孔74g中。
FPC72搭载有片状的多个(图5的例中为4个)压电元件73a、73b、73c及73d。FPC72使多个压电元件73a、73b、73c及73d与柱状体74的侧面部74a、74b、74c及74d接触而从压电元件73a、73b、73c及73d的外侧裹在柱状体74上。电极73e形成在压电元件73a、73b、73c及73d各自的表面的+Z侧,而电极73f与电极73e隔离地形成在-Z侧。电极73e、73f分别与FPC72电连接。电极也形成在与压电元件73a、73b、73c及73d各自的表面相反侧的背面,并与柱状体74电连接。FPC72具有共同端子部72b,与柱状体74的底面部74e电连接。FPC72能够向多个压电元件73a、73b、73c及73d供给驱动电力。
另外,FPC72从引出部72a按照侧面部74c、74b、74a、74d的顺序裹在柱状体74上。在4个侧面部74a、74b、74c及74d之中除了侧面部74c与侧面部74d之间的角部之外的各部分之间的角部对置的各位置上,FPC72具有R部(倒圆部)72R。R部72R的Z方向的宽度与其邻接的部分的宽度大致相同。另外,裹在柱状体74上的FPC72的外表面被缓冲材料即毡75所覆盖。被毡75覆盖的马达100被固定到载体20的缺口部23内的-X侧、-Y侧及+X侧的内壁上。
在以上的结构中,对于压电元件73a、73b、73c及73d的各电极73e施加相同频率、相同相位、相同大小的电压,而对于各电极73f施加相对于施加在电极73e的电压而言相同频率、90度相位差、相同大小的电压。由此,与各电极73e及74f对应的位置的压电元件73a、73b、73c及73d在板面方向上伸缩。柱状体74不会那样伸缩,因此与各电极73e及73f对应的压电元件73a、73b、73c及73d和柱状体74的到贯通孔74g为止的部分,整体上进行重复碗状及其倒置型的变形。即,贯通孔74g的内壁面整体上进行重复碗状及其倒置型的变形。如上所述,压电元件73a、73b、73c及73d和柱状体74构成振动体。施加在电极73e的电压和施加在电极73f的电压具有90度的相位差,因此与电极73e对应的位置的贯通孔74g的内壁面的变形和与电极73e对应的位置的贯通孔74g的内壁面的变形也有90度的相位差。由此,贯通孔74g的内壁面沿着贯通孔74g的轴方向进行椭圆运动,柱状体74沿着驱动轴71向+Z方向或-Z方向移动。该柱状体74的移动方向可以通过改变施加电压的相位差来控制。
在本实施方式中,如上所述,载体20固定于柱状体74。因而,依据本实施方式,通过从FPC72向压电元件73a、73b、73c及73d供给驱动电力,能够使载体20在Z轴方向上移动。
以上是本实施方式的详细构成。本实施方式中的压电超声波马达100具有:柱状体74;驱动轴71;以及搭载了多个片状的压电元件73a、73b、73c及73d的FPC72。柱状体74具有对置的两个底面部74e及74f和包围该两个底面部74e、74f之间的区域的侧面部74a、74b、74c及74d,并且具有贯穿两个底面部74e及74f之间的贯通孔74g。驱动轴71***柱状体74的贯通孔74g中。FPC72使多个压电元件73a、73b、73c及73d与柱状体74的侧面部74a、74b、74c及74d接触而裹在柱状体74上,从而能够向多个压电元件73a、73b、73c及73d供给驱动电力。在该结构中,FPC72使多个压电元件73a、73b、73c及73d与柱状体74的侧面部74a、74b、74c及74d接触而裹在柱状体74上,从而能够向多个压电元件73a、73b、73c及73d供给驱动电力,因此不易阻碍构成振动体的压电元件73a、73b、73c及73d和柱状体74的移动。因而,本实施方式的压电超声波马达100难以阻碍振动体的移动。
此外,柱状体74为具有4个侧面部的四棱柱,但并不限于此,也可为三棱柱或六棱柱等,只要能够包含压电元件等来实现,也可以是圆柱。另外,在本实施方式中,压电超声波马达100构成为驱动轴71固定,而柱状体74移动,但是也可以固定柱状体74,而驱动轴71移动。设为毡75的缓冲材料不必是毡,只要是能够保持压电超声波马达100且不阻碍振动体的振动的材质即可。
(标号说明)
5光学构件驱动装置;6透镜体;7图像传感器;8照相机装置;9智能电话;10壳体;20载体;20a、21孔;22、23缺口部;30基座;31底面部;32侧面部;51磁轭;52霍尔IC;53磁石;61主引导轴;62副引导轴;71驱动轴;71a驱动轴主体部;71b基端部;72FPC;72a引出部;72b共同端子部;72RR部;73a、73b、73c、73d压电元件;74柱状体;74a、74b、74c、74d侧面部;74e、74f底面部;74g贯通孔;75毡;100压电超声波马达(马达)。
Claims (10)
1.一种压电超声波马达,其特征在于,包括:
柱状体,其具有对置的两个底面部和包围所述两个底面部之间的区域的多个侧面部,并且还具有贯穿所述两个底面部之间的贯通孔;
驱动轴,***所述柱状体的贯通孔中;以及
柔性印刷电路,其搭载有片状的多个压电元件,使所述多个压电元件分别与所述柱状体的多个侧面部接触而裹在所述柱状体上,从而能够向所述多个压电元件供给驱动电力。
2.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于:
所述FPC在所述柱状体的与多个侧面部之间的角部对置的位置具有倒圆部。
3.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于:
所述柱状体具有4个侧面部的四棱柱,在所述FPC搭载有与所述4个侧面部接触的4个压电元件。
4.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于,包括:
覆盖所述FPC的外表面的缓冲材料。
5.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于:
所述FPC具有与所述驱动轴平行地拉出并以180度弯曲的引出部。
6.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于:
将两个电极沿着所述贯通孔的贯穿方向邻接配置在各压电元件,对各电极施加不同相位的电压。
7.如权利要求1所述的压电超声波马达,其特征在于:
所述FPC与所述柱状体电连接。
8.一种光学构件驱动装置,其特征在于:
具有支撑光学构件的载体,
将权利要求1所述的压电超声波马达作为所述载体的驱动源。
9.一种照相机装置,具备权利要求8所述的光学构件驱动装置。
10.一种电子设备,具备权利要求9所述的照相机装置。
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