專利名稱：驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)器，尤其涉及搭載于數(shù)碼相機(jī)或便攜式電話機(jī)等小型精密設(shè)備，并驅(qū)動(dòng)變焦透鏡的驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
作為數(shù)碼相機(jī)等的透鏡部的驅(qū)動(dòng)裝置，有使用了壓電元件的驅(qū)動(dòng)器。例如專利文獻(xiàn)1的驅(qū)動(dòng)器，在壓電元件的一方側(cè)固定驅(qū)動(dòng)軸，壓電元件的另一方側(cè)固定于裝置主體。在驅(qū)動(dòng)軸上滑動(dòng)自如地支承有鏡筒，鏡筒利用板簧的推頂力與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合。對(duì)壓電元件外加具有大致鋸齒狀的波形的驅(qū)動(dòng)脈沖，壓電元件在伸長(zhǎng)方向和收縮方向以不同的速度變形。例如，若壓電元件平緩地變形，則鏡筒與驅(qū)動(dòng)軸一同移動(dòng)。相反地，若壓電元件快速地變形，則鏡筒因其質(zhì)量的慣性而停止在相同的位置。因此通過(guò)對(duì)壓電元件反復(fù)外加具有大致鋸齒狀的波形的驅(qū)動(dòng)脈沖，能夠使鏡筒以細(xì)小的節(jié)距間歇地移動(dòng)。
專利文獻(xiàn)1特許第2633066號(hào)但是，就專利文獻(xiàn)1的驅(qū)動(dòng)器而言，因?yàn)楸或?qū)動(dòng)部件的移動(dòng)距離、移動(dòng)速度及推力因被驅(qū)動(dòng)部件的位置或工作環(huán)境而變化，所以無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這種情況而作出的，其目的在于提供一種不依靠于被驅(qū)動(dòng)部件的位置或工作環(huán)境而進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制的驅(qū)動(dòng)器。
為了達(dá)到所述目的，第一發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)器，其具備機(jī)電變換元件；驅(qū)動(dòng)摩擦部件，其安裝于該機(jī)電變換元件的伸縮方向的一方側(cè)；被驅(qū)動(dòng)部件，其與該驅(qū)動(dòng)摩擦部件摩擦卡合；和推頂機(jī)構(gòu)，其推頂該被驅(qū)動(dòng)部件而使其與所述驅(qū)動(dòng)摩擦部件摩擦卡合，該驅(qū)動(dòng)器的特征在于，具備調(diào)整所述推頂機(jī)構(gòu)的推頂力的推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
根據(jù)第一發(fā)明，因?yàn)榭梢杂赏祈斄φ{(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整推頂力，所以可以用適當(dāng)?shù)哪Σ亮κ贡或?qū)動(dòng)部件和驅(qū)動(dòng)摩擦部件卡合。因此，能夠以一定的移動(dòng)距離、移動(dòng)速度及推力驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件，從而可以進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
第二發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器，在第一發(fā)明中，其特征在于，具備位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)所述被驅(qū)動(dòng)部件的位置；和控制機(jī)構(gòu)，其基于該位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值控制所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
根據(jù)第二發(fā)明，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)被驅(qū)動(dòng)部件的位置而調(diào)整推頂機(jī)構(gòu)的推頂力，所以可以不依靠于被驅(qū)動(dòng)部件的位置而進(jìn)行始終穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
第三發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器，在第一發(fā)明中，其特征在于，具備工作環(huán)境測(cè)定機(jī)構(gòu)，其測(cè)定工作環(huán)境；和控制機(jī)構(gòu)，其基于該工作環(huán)境測(cè)定機(jī)構(gòu)的測(cè)定值控制所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
根據(jù)第三發(fā)明，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)工作環(huán)境(例如、溫度、濕度、氣壓等)調(diào)整推頂機(jī)構(gòu)的推頂力，所以可以不依靠于工作環(huán)境而進(jìn)行始終穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
第四發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器，在第一至第三發(fā)明中的任一項(xiàng)中，其特征在于，所述推頂機(jī)構(gòu)是由形狀記憶合金構(gòu)成的板簧，所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)是對(duì)所述板簧通電而進(jìn)行加熱的加熱裝置。根據(jù)第四發(fā)明，可以通過(guò)加熱板簧而使板簧的形狀變化，從而可以調(diào)整推頂力。
第五發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器，在第一至第四發(fā)明中的任一項(xiàng)中，其特征在于，在所述被驅(qū)動(dòng)部件安裝有變焦透鏡的保持框。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)榭梢哉{(diào)整推頂機(jī)構(gòu)的推頂力，從而調(diào)整被驅(qū)動(dòng)部件和驅(qū)動(dòng)摩擦部件的摩擦力，所以能夠以一定的移動(dòng)距離、移動(dòng)速度及推力驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件，從而可以進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的透鏡裝置的立體圖；圖2是表示圖1的透鏡裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖；
圖3是從與圖2不同的方向觀察而得到的透鏡裝置的立體圖；圖4是示意地表示第1實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的圖；圖5是表示驅(qū)動(dòng)軸和連結(jié)塊的連結(jié)部分的截面圖；圖6是表示外加于壓電元件的電壓的驅(qū)動(dòng)脈沖的例的圖；圖7是表示反射部的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖8是表示與圖7不同的反射部的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖9是示意地表示第2實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的圖；圖10是驅(qū)動(dòng)軸的被驅(qū)動(dòng)部件的位置和移動(dòng)速度、推力的關(guān)系圖；圖11是工作環(huán)境和移動(dòng)速度的關(guān)系圖。
圖中，10-透鏡裝置；12-主體；14、16-變焦透鏡(組)；20-保持框；34、36-驅(qū)動(dòng)器；40-固定框；42-壓電元件；44-驅(qū)動(dòng)軸；46-連結(jié)塊；48-安裝金屬件；52-第1滑動(dòng)部件；54-第2滑動(dòng)部件；56-壓緊彈簧；58-錘部件；66-加熱裝置；70-控制裝置；72、74-位置檢測(cè)裝置。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的透鏡裝置10的立體圖，圖2、圖3是表示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。
如圖1所示，透鏡裝置10具有形成為大致矩形狀的主體12，在該主體12的內(nèi)部具備如圖2、圖3所示的變焦透鏡(組)14、16。變焦透鏡(組)14、16，一方為變倍透鏡，另一方為校正透鏡。另外，變焦透鏡(組)14、16分別保持于保持框18、20，該保持框18、20被兩根導(dǎo)向軸22、24在光軸P方向上滑動(dòng)自如地支承。兩根導(dǎo)向軸22、24配置在主體12內(nèi)的對(duì)角位置，且與光軸P平行地配置，并固定于主體12。
保持框18具備導(dǎo)向部26和卡合部28，該導(dǎo)向部26具有插穿導(dǎo)向軸22的插穿孔26A，該卡合部28具有卡合導(dǎo)向軸24的U狀的槽28A。由此，保持框18被兩根導(dǎo)向軸22、24導(dǎo)向，變焦透鏡(組)14在光軸P方向上被移動(dòng)自如地支承。同樣，變焦透鏡16的保持框20具備導(dǎo)向部30和卡合部32，該導(dǎo)向部30具有插穿導(dǎo)向軸24的插穿孔(未圖示)，該卡合部32具有卡合導(dǎo)向軸22的U狀的槽32A。由此，保持框20被兩根導(dǎo)向軸22、24導(dǎo)向，變焦透鏡(組)16在光軸P方向上被移動(dòng)自如地支承。
變焦透鏡(組)14、16分別由驅(qū)動(dòng)器34、36在光軸P方向上驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器34和驅(qū)動(dòng)器36配置在主體12的相對(duì)的面。具體而言，在圖1的主體12的上面配置變焦透鏡(組)14用的驅(qū)動(dòng)器34，在主體12的下面配置變焦透鏡(組)16用的驅(qū)動(dòng)器36。以下，對(duì)驅(qū)動(dòng)器34進(jìn)行說(shuō)明，不過(guò)驅(qū)動(dòng)器36也同樣地構(gòu)成。
圖4是表示驅(qū)動(dòng)器34的結(jié)構(gòu)的立體圖。如同圖所示，驅(qū)動(dòng)器34主要包括固定框40、壓電元件(相當(dāng)于機(jī)電變換元件)42、驅(qū)動(dòng)軸(相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)摩擦部件)44、連結(jié)塊(相當(dāng)于被驅(qū)動(dòng)部件)46、及安裝金屬件(相當(dāng)于彈性部件)48，固定框40固定于圖1的透鏡裝置10的主體12。
壓電元件42在透鏡裝置10的光軸P方向(以下，稱為驅(qū)動(dòng)方向)上疊層形成，并通過(guò)外加電壓而在驅(qū)動(dòng)方向上變形(伸縮)。從而，通過(guò)外加電壓，壓電元件42的長(zhǎng)度方向的端面42A、42B在驅(qū)動(dòng)方向上變位。
在壓電元件42的端面42A、42B中一方的端面42A固定驅(qū)動(dòng)軸44的基端，在另一方側(cè)的端面42B粘接固定軟性的錘部件58。
錘部件58通過(guò)對(duì)端面42B賦予負(fù)荷而防止端面42B比端面42A更大地變位。從而，作為錘部件58，優(yōu)選重量比驅(qū)動(dòng)軸44大。另外，錘部件58使用楊氏模量比壓電元件42及驅(qū)動(dòng)軸44小的材料，例如由300MPa以下的材質(zhì)構(gòu)成。例如，錘部件58由聚氨酯橡膠或聚氨酯樹(shù)脂等構(gòu)成，通過(guò)在該橡膠或樹(shù)脂中混合用于提高比重的鎢等的金屬粉末而制造。為了小型化，錘部件58的比重優(yōu)選盡可能高，例如設(shè)定為8～12左右。
錘部件58的壓電元件42的相反側(cè)粘接于安裝金屬件48。安裝金屬件48通過(guò)彎曲薄的金屬板而形成為コ狀，并在其兩端的彎曲部分形成有開(kāi)口部48B。安裝金屬件48通過(guò)使該開(kāi)口部48B嵌合在固定框40的突起部40B而安裝于固定框40。由此，壓電元件42經(jīng)由錘部件58、安裝金屬件48而支承于固定框40。
如此被支承的壓電元件42還被支承為端面42B可以在驅(qū)動(dòng)方向上變位。即，通過(guò)軟性的錘部件58膨脹、收縮，或安裝金屬件48彎曲，壓電元件42的端面42B能夠在驅(qū)動(dòng)方向上變位。通過(guò)如此可以變位地支承壓電元件42的端面42B，可以防止驅(qū)動(dòng)頻率域的裝置結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的共振，從而可以進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
另一方面，固定于壓電元件42的端面42A的驅(qū)動(dòng)軸44形成為圓柱狀，且配置成其中心軸成為驅(qū)動(dòng)方向。另外，驅(qū)動(dòng)軸44插穿于在固定框40形成的兩個(gè)孔40A、40A而被導(dǎo)向，且在中心軸方向上被滑動(dòng)自如地支承。驅(qū)動(dòng)軸44的材使用牢固地復(fù)合了石墨結(jié)晶的石墨結(jié)晶復(fù)合體，例如碳石墨。
在驅(qū)動(dòng)軸44上卡合有連結(jié)塊46。連結(jié)塊46連結(jié)于所述的變焦透鏡14的保持框18，且與保持框18一同在光軸P方向(驅(qū)動(dòng)方向)上被滑動(dòng)自如地支承。另外，連結(jié)塊46形成為矩形狀，并在其四個(gè)各角部設(shè)置有突出到上方的突出部46A、46A…。
圖5是連結(jié)塊46和驅(qū)動(dòng)軸44的連結(jié)部分的截面圖。如同圖所示，在連結(jié)塊46和驅(qū)動(dòng)軸44的連結(jié)部分設(shè)置有第1滑動(dòng)部件52和第2滑動(dòng)部件54。第1滑動(dòng)部件52配置于驅(qū)動(dòng)軸44的上側(cè)，第2滑動(dòng)部件54配置于驅(qū)動(dòng)軸44的下側(cè)。該第1滑動(dòng)部件52及第2滑動(dòng)部件54是為了穩(wěn)定地得到連結(jié)塊46和驅(qū)動(dòng)軸44的摩擦力而設(shè)置的部件，例如由不銹鋼構(gòu)成。
第2滑動(dòng)部件54形成為V形狀，并固定于連結(jié)塊46。另一方面，第1滑動(dòng)部件52形成為倒V形狀，并配置在由連結(jié)塊46的四個(gè)突出部46A、46A…包圍的區(qū)域內(nèi)。第1滑動(dòng)部件52對(duì)應(yīng)于連結(jié)塊46的突出部46A、46A…而對(duì)各角部進(jìn)行切口。由此，在將第1滑動(dòng)部件52配置于由突出部46A、46A…包圍的區(qū)域內(nèi)時(shí)，防止第1滑動(dòng)部件52從連結(jié)塊46脫落。
在連結(jié)塊46安裝壓緊彈簧56。壓緊彈簧56通過(guò)彎曲由形狀記憶合金構(gòu)成的金屬板而構(gòu)成，且通過(guò)將爪56A卡在連結(jié)塊46的下部而安裝于連結(jié)塊46。另外，壓緊彈簧56具有配置于第1滑動(dòng)部件52的上側(cè)的按壓部56B，并用該按壓部56B將第1滑動(dòng)部件52推頂?shù)较路?。由此，?qū)動(dòng)軸44成為被第1滑動(dòng)部件52和第2滑動(dòng)部件54夾壓的狀態(tài)，連結(jié)塊46經(jīng)由第1滑動(dòng)部件52及第2滑動(dòng)部件54與驅(qū)動(dòng)軸44摩擦卡合。再有，連結(jié)塊46和驅(qū)動(dòng)軸44的摩擦力設(shè)定為，在對(duì)壓電元件42外加電壓變化平緩的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，摩擦力比其驅(qū)動(dòng)力大，且，在對(duì)壓電元件42外加電壓變化急劇的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，摩擦力比其驅(qū)動(dòng)力小。
在壓緊彈簧56電連接有加熱裝置66。即，在壓緊彈簧56的兩端部分別連接有導(dǎo)線68、68，該導(dǎo)線68、68與加熱裝置66連接。加熱裝置66通過(guò)外加規(guī)定的電壓對(duì)壓緊彈簧56通電，而加熱壓緊彈簧56。壓緊彈簧56如上所述由形狀記憶合金構(gòu)成，在加熱到規(guī)定溫度以上時(shí)，變形為被記憶的形狀。具體地，通過(guò)加熱壓緊彈簧56，壓緊彈簧56變形為圖5的按壓部56B下降，從而第1滑動(dòng)部件52和驅(qū)動(dòng)軸44之間的摩擦力(滑動(dòng)阻力)、及第2滑動(dòng)部件54和驅(qū)動(dòng)軸44之間的摩擦力(滑動(dòng)阻力)變大。再有，此時(shí)的滑動(dòng)阻力優(yōu)選在10gf以上30gf以下的范圍進(jìn)行調(diào)整，更優(yōu)選在15gf以上25gf以下的范圍進(jìn)行調(diào)整。
加熱裝置66連接于控制裝置70，通過(guò)控制裝置70控制加熱裝置66。另外，控制裝置70連接于位置檢測(cè)裝置72、74，基于該位置檢測(cè)裝置72、74的檢測(cè)值控制加熱裝置66。
如圖2所示的位置檢測(cè)裝置72是反射型的光斷續(xù)器，且嵌入固定于主體12(參照?qǐng)D1)的開(kāi)口部12A。該位置檢測(cè)裝置72與一體地形成于保持框18的板狀的反射部78相對(duì)配置。進(jìn)而，位置檢測(cè)裝置72具有未圖示的投光部和受光部，并構(gòu)成為從投光部朝向反射部78投光，并且在受光部接受由反射部78反射的反射光，檢測(cè)其光量。
如圖7所示，在反射部78，在驅(qū)動(dòng)方向上以一定間隔配置有多個(gè)反射體80、80…。從而，若驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器34而反射部78在光軸P方向上移動(dòng)，則由置檢測(cè)裝置72的受光部接受的光量產(chǎn)生變化，所以可以檢測(cè)出反射部78的移動(dòng)量(即保持框18的移動(dòng)量)。再有，反射部78的結(jié)構(gòu)不限于所述的實(shí)施方式，只要是在使反射部78在驅(qū)動(dòng)方向上移動(dòng)時(shí)反射量產(chǎn)生變化的結(jié)構(gòu)即可。從而，例如如圖8所示，也可以設(shè)置有三角形狀的反射體82。
另一方面，位置檢測(cè)裝置74是透射型的光反射器，并固定于主體12(參照?qǐng)D1)。位置檢測(cè)裝置74的上部分為兩個(gè)部分，其中一方為投光部74A、另一方為受光部74B。而且，位置檢測(cè)裝置74構(gòu)成為投光部74A朝向受光部74B投光，由受光部74B接受該光，并且檢測(cè)其受光量。
在受光部74A和投光部74B之間插拔一體地形成于保持框18的板狀的遮光部76。即，在驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器34使保持框18在光軸P方向上移動(dòng)時(shí)，遮光部76插拔于光斷續(xù)器74的投光部74A和受光部74B之間。由此，在受光部74B的受光量產(chǎn)生變化，從而可以檢測(cè)遮光部76已插入于投光部74A和受光部74B之間的情況。因而，可以檢測(cè)保持框18已移動(dòng)到基準(zhǔn)位置的情況。
如上所述，通過(guò)用位置檢測(cè)裝置74檢測(cè)保持框18的基準(zhǔn)位置，并用位置檢測(cè)裝置72檢測(cè)保持框18的移動(dòng)量，可以正確地求出保持框18的位置。
控制裝置70，根據(jù)位置檢測(cè)裝置72、74的檢測(cè)值(即，保持框18或連結(jié)塊46的位置)控制加熱裝置66。例如，在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的基端部附近或前端部附近時(shí)，對(duì)壓緊彈簧56通電而加熱壓緊彈簧56，使壓緊彈簧56變形為記憶形狀。由此，因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力增大，驅(qū)動(dòng)軸44和第1滑動(dòng)部件52、第2滑動(dòng)部件54的摩擦力增大。從而，即使在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的前端部或基端部時(shí)，也可以充分地確保連結(jié)塊46的移動(dòng)距離、移動(dòng)速度、及推力。
對(duì)所述的壓電元件42外加如圖6(A)、圖6(B)所示的驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓。圖6(A)是在左方向上移動(dòng)圖4的連結(jié)塊46時(shí)的驅(qū)動(dòng)脈沖，圖6(B)是在右方向上移動(dòng)圖4的連結(jié)塊46時(shí)的驅(qū)動(dòng)脈沖。
在圖6(A)的情況下，對(duì)壓電元件42外加大致鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，該大致鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖從時(shí)刻α1至?xí)r刻α2平緩地上升，在時(shí)刻α3急劇下降。因此，從時(shí)刻α1至?xí)r刻α2，壓電元件42平緩地伸長(zhǎng)。此時(shí)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸44以平緩的速度移動(dòng)，所以連結(jié)塊46與驅(qū)動(dòng)軸44一同移動(dòng)。由此，可以在左方向上移動(dòng)圖4的連結(jié)塊46。在時(shí)刻α3，因?yàn)閴弘娫?2急劇收縮，所以驅(qū)動(dòng)軸44在右方向上移動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸44急劇移動(dòng)，所以連結(jié)塊46因慣性而停止在其位置，在該狀態(tài)下，只有驅(qū)動(dòng)軸44移動(dòng)。因此，通過(guò)反復(fù)外加如圖6(A)所示的鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，圖4的連結(jié)塊46反復(fù)進(jìn)行向左方向的移動(dòng)和停止，所以可以在左方向上移動(dòng)。
在圖6(B)的情況下，對(duì)壓電元件42外加大致鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，該大致鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖從時(shí)刻β1至?xí)r刻β2平緩地下降，在時(shí)刻β3急劇上升。因此，從時(shí)刻β1至?xí)r刻β2，壓電元件42平緩地收縮。此時(shí)，因驅(qū)動(dòng)軸44平緩地變位，所以連結(jié)塊46與驅(qū)動(dòng)軸44一同移動(dòng)。由此，可以在右方向上移動(dòng)圖4的連結(jié)塊46。在時(shí)刻β3，壓電元件42急劇伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)軸44在左方向上移動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸44急劇移動(dòng)，所以連結(jié)塊46因慣性而停止在其位置，在該狀態(tài)下，只有驅(qū)動(dòng)軸44移動(dòng)。因此通過(guò)反復(fù)外加如圖6(B)所示的鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，圖4的連結(jié)塊46反復(fù)進(jìn)行向右方向的移動(dòng)和停止，所以可以在右方向上移動(dòng)。
接著，說(shuō)明如上所述構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器34的作用。
如上所述，通過(guò)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器34，連結(jié)塊46或保持框18沿驅(qū)動(dòng)軸44移動(dòng)。此時(shí)，以往的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生如下的問(wèn)題隨著連結(jié)塊46移動(dòng)，連結(jié)塊46的移動(dòng)距離、移動(dòng)速度及推力較大地變化。
圖10表示驅(qū)動(dòng)軸44的位置的連結(jié)塊46的移動(dòng)速度及推力的關(guān)系。同圖的比較例是不依靠于連結(jié)塊46的位置，用壓緊彈簧56賦予了一定的推頂力的情況。
如圖10所示，在賦予了一定的推頂力的比較例時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸44的基端部和前端部連結(jié)塊46的速度及推力下降，在驅(qū)動(dòng)軸44的中央部速度及推力提高。因此，在以往裝置中，由于速度及推力根據(jù)連結(jié)塊46的位置而產(chǎn)生變化，因此存在無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制的問(wèn)題。其原因被認(rèn)為是，在對(duì)壓電元件42外加脈沖狀的電壓而使壓電元件42伸縮時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸44產(chǎn)生微小的扭轉(zhuǎn)或變形，從而驅(qū)動(dòng)軸44整體不均勻地變位。
于是，在本實(shí)施方式，檢測(cè)連結(jié)塊46的位置，根據(jù)其檢測(cè)值加熱壓緊彈簧56而使其變形，從而調(diào)整因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力。具體而言，在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的前端部附近或基端部附近時(shí)，通過(guò)加熱壓緊彈簧56而使其變形，從而增加因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力。由此，連結(jié)塊46和驅(qū)動(dòng)軸44的摩擦力增加，確保連結(jié)塊46的充分的移動(dòng)速度及推力。從而，如圖10所示，即使在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的前端部或基端部時(shí)，也可以得到與位于驅(qū)動(dòng)軸44的中央部的情況大致相同的移動(dòng)速度及推力，所以可以進(jìn)行不依靠于連結(jié)塊46的位置的、穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
再有，所述的實(shí)施方式在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的前端部附近或基端部附近時(shí)，加熱壓緊彈簧56而調(diào)整了推頂力，但是調(diào)整推頂力的定時(shí)(即，在驅(qū)動(dòng)軸44的哪個(gè)位置加熱壓緊彈簧56)并不限定于所述的實(shí)施方式。例如，也可以只在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的前端側(cè)時(shí)，調(diào)整推頂力。另外，也可以在連結(jié)塊46位于驅(qū)動(dòng)軸44的中央部時(shí)，加熱壓緊彈簧56而調(diào)整推頂力。
另外，所述的實(shí)施方式在加熱了壓緊彈簧56時(shí)使壓緊彈簧56記憶了推頂力增大的形狀，但相反地，也可以在加熱了壓緊彈簧56時(shí)使其記憶了推頂力減小(或推頂力消失)的形狀。
另外，所述的實(shí)施方式使用了在加熱了壓緊彈簧56時(shí)變形為記憶形狀的一方向性的形狀記憶合金，但并不限定于此，也可以使用在已冷卻時(shí)變形為另一形狀的二方向性的形狀記憶合金。
另外，所述的實(shí)施方式通過(guò)由形狀記憶合金構(gòu)成的壓緊彈簧56構(gòu)成了推頂機(jī)構(gòu)，但是推頂機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并不限定于此，例如，也可以通過(guò)由形狀記憶合金或形狀記憶樹(shù)脂構(gòu)成的彈簧構(gòu)成推頂機(jī)構(gòu)。
進(jìn)而，所述的實(shí)施方式，作為保持框18(即連結(jié)塊46)的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，使用了由光斷續(xù)器構(gòu)成的位置檢測(cè)裝置72、和由光反射器構(gòu)成的位置檢測(cè)裝置74的雙方，但也可以只使用一方，另外，也可以設(shè)置其他結(jié)構(gòu)的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
接著說(shuō)明本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器34的第2實(shí)施方式。如圖9所示的第2實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器34是根據(jù)工作環(huán)境調(diào)整推頂力的例，其具備測(cè)定固定框40內(nèi)的溫度的溫度傳感器84。作為溫度傳感器84，例如使用熱電偶，且其前端配置在壓電元件42的附近。該溫度傳感器84連接于控制裝置70，控制裝置70根據(jù)溫度傳感器84的檢測(cè)值控制加熱裝置66，從而調(diào)整壓緊彈簧56的溫度。由此，根據(jù)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器34的氣氛的溫度，壓緊彈簧56變形，從而調(diào)整因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力。再有，壓緊彈簧56變形為記憶形狀時(shí)的溫度、及此時(shí)的記憶形狀基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)定，且設(shè)定為即使工作環(huán)境的溫度產(chǎn)生變化，連結(jié)塊46也始終以一定的移動(dòng)速度或推力移動(dòng)。例如設(shè)定為隨著溫度下降，因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力增加。
根據(jù)所述的第2實(shí)施方式，由于根據(jù)工作環(huán)境的溫度，加熱壓緊彈簧56而使其變形，從而調(diào)整因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力，所以可以不依靠于溫度，始終保持一定的移動(dòng)速度或推力。例如，圖11表示工作環(huán)境的溫度和連結(jié)塊46的移動(dòng)速度的關(guān)系。同圖的比較例是不依靠于工作環(huán)境，用壓緊彈簧56賦予了一定的推頂力的情況。從該比較例可知，在賦予了一定的推頂力時(shí)，隨著溫度下降，連結(jié)塊46的速度也下降。從而，無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。相對(duì)于此，就本實(shí)施例而言，由于隨著溫度下降，使因壓緊彈簧56而產(chǎn)生的推頂力增加，所以在溫度已下降時(shí)也可以保持充分的速度。從而，根據(jù)本實(shí)施方式，可以大致一定地保持連結(jié)塊46的速度，從而可以進(jìn)行不依靠于工作環(huán)境的、穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。
再有，所述的第2實(shí)施方式以連結(jié)塊46的移動(dòng)速度成為大致一定的方式調(diào)整了推頂力，但是也能夠以連結(jié)塊46的推力成為大致一定的方式調(diào)整推頂力。此時(shí)，只要設(shè)定為在溫度上升時(shí)使推頂力增加即可。
另外，所述第2實(shí)施方式根據(jù)溫度調(diào)整了推頂力，但是也可以測(cè)定溫度或氣壓等另外的工作環(huán)境，并根據(jù)其測(cè)定值調(diào)整推頂力。
另外，在所述的第1實(shí)施方式中，調(diào)整了因連結(jié)塊46的位置而產(chǎn)生的推頂力，在第2實(shí)施方式中，調(diào)整了因工作環(huán)境而產(chǎn)生的推頂力，但是也可以基于連結(jié)塊46的位置和工作環(huán)境的雙方調(diào)整推頂力。
進(jìn)而，在所述的第1、第2實(shí)施方式中，推頂力的調(diào)整能夠以二級(jí)或三級(jí)以上的多級(jí)進(jìn)行調(diào)整，也可以調(diào)整為連續(xù)地變化。
再有，在本發(fā)明中錘部件58的材質(zhì)并不限定于所述的軟性材料，也可以使用硬性材料，但是使用軟性材料有以下的優(yōu)點(diǎn)。即，若使用由軟性材料構(gòu)成的錘部件58，則由壓電元件42、驅(qū)動(dòng)摩擦部件44、及錘部件58構(gòu)成的系統(tǒng)的共振頻率變低。通過(guò)共振頻率變低，因壓電元件42、驅(qū)動(dòng)軸44、及錘部件58的結(jié)構(gòu)的偏差而導(dǎo)致的影響減少，從而可以獲得穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。另外，通過(guò)共振頻率f0降低，驅(qū)動(dòng)頻率f容易設(shè)定于f≥21/2·f0的防振區(qū)域，共振的影響減少，從而可以獲得穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。由此，因壓電元件42的伸縮而產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力可靠地傳遞到被驅(qū)動(dòng)部件，所以可以使被驅(qū)動(dòng)部件在壓電元件42的伸縮方向上正確地移動(dòng)。進(jìn)而，因?yàn)楣舱耦l率f0減小，因共振而導(dǎo)致的影響減少，所以可以任意選擇驅(qū)動(dòng)器的支承位置或支承方法，例如可以在壓電元件42的端面42A或側(cè)面、驅(qū)動(dòng)軸44的側(cè)面或端面支承驅(qū)動(dòng)器。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)器，其具備機(jī)電變換元件；驅(qū)動(dòng)摩擦部件，其安裝于該機(jī)電變換元件的伸縮方向的一方側(cè)；被驅(qū)動(dòng)部件，其與該驅(qū)動(dòng)摩擦部件摩擦卡合；和推頂機(jī)構(gòu)，其推頂該被驅(qū)動(dòng)部件而使其與所述驅(qū)動(dòng)摩擦部件摩擦卡合，該驅(qū)動(dòng)器的特征在于，具備調(diào)整所述推頂機(jī)構(gòu)的推頂力的推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，具備位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)所述被驅(qū)動(dòng)部件的位置；和控制機(jī)構(gòu)，其基于該位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值控制所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，具備工作環(huán)境測(cè)定機(jī)構(gòu)，其測(cè)定工作環(huán)境；和控制機(jī)構(gòu)，其基于該工作環(huán)境測(cè)定機(jī)構(gòu)的測(cè)定值控制所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述推頂機(jī)構(gòu)是由形狀記憶合金構(gòu)成的板簧，所述推頂力調(diào)整機(jī)構(gòu)是對(duì)所述板簧通電而進(jìn)行加熱的加熱裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，在所述被驅(qū)動(dòng)部件安裝有變焦透鏡的保持框。
全文摘要
提供一種驅(qū)動(dòng)器，其可以通過(guò)用推頂機(jī)構(gòu)推頂被驅(qū)動(dòng)部件而使其與固定于機(jī)電變換元件的驅(qū)動(dòng)摩擦部件摩擦卡合，并且調(diào)整其推頂力，來(lái)進(jìn)行始終穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)控制。驅(qū)動(dòng)器(34)具備壓電元件(42)；驅(qū)動(dòng)軸(44)，其安裝于壓電元件(42)；連結(jié)塊(46)，其與驅(qū)動(dòng)軸(44)摩擦卡合；和壓緊彈簧(56)，其推頂連結(jié)塊(46)而使其與驅(qū)動(dòng)軸(44)摩擦卡合。壓緊彈簧(56)由形狀記憶合金構(gòu)成，且通過(guò)用加熱裝置(66)通電加熱而變形，從而調(diào)整推頂力。
文檔編號(hào)G02B7/02GK1916683SQ20061011078
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
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