阅读说明：本技术 光学元件驱动装置、照相机及便携式电子设备 (Optical element driving device, camera and portable electronic apparatus ) 是由 藤﨑義文 色摩和雄 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明的目的在于,提供一种光学元件驱动装置,其通过搭载安全机构,使得不会向形状记忆合金施加引起破坏的力。本发明的光学元件驱动装置具备：固定部件,其成为基座；初始位置,相对于所述固定部件中立；可动部件,其能够相对于所述初始位置向相互反转的两个方向移动；第一形状记忆合金,其通过通电使所述可动部件能够向所述两个方向中的一个方向移动；第二形状记忆合金,其通过通电使所述可动部件能够向所述两个方向中的另一个方向移动；以及安全机构装置,其配置在通过所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金连接的所述固定部件与所述可动部件之间,用于防止所述形状记忆合金被破坏。(The present invention provides an optical element driving device which is equipped with a safety mechanism so that a force causing breakage is not applied to a shape memory alloy. An optical element driving device of the present invention includes: a fixing member serving as a base; an initial position neutral with respect to the fixed member; a movable member movable in two directions reversed to each other with respect to the initial position; a first shape memory alloy that enables the movable member to move in one of the two directions by energization; a second shape memory alloy that enables the movable member to move in the other of the two directions by energization; and a safety mechanism device, which is arranged between the fixed component and the movable component connected by the first shape memory alloy and the second shape memory alloy, for preventing the shape memory alloy from being damaged.)

光学元件驱动装置、照相机及便携式电子设备

技术领域

本发明涉及光学元件驱动装置、照相机及便携式电子设备。

背景技术

随着摄影技术的飞速发展，光学设备的光学元件驱动装置被广泛应用于众多的摄影装置中。将光学元件驱动装置应用于各种便携式电子设备，例如移动电话、平板电脑等尤其被消费者接受。

适用于普通的便携式电子设备的光学元件驱动装置的驱动机构通常用于自动聚焦或手抖校正，用于驱动的电磁式致动器已知有由线圈和永磁铁构成的音圈马达。另外，近年来，在电磁式致动器中使用形状记忆合金的机构也受到关注，能简单地实现该机构、高的输出转矩变得极具吸引力。将以给定长度记忆形状的以Ni-Ti为代表的合金在常温时的状态下安装于驱动装置，利用通过向形状记忆合金的两端通电流产生的发热而收缩至所记忆的形状的性质。在用于自动聚焦或手抖校正的机构时，有时使用2根形状记忆合金，以便能够从中立状态向相互反转的两个方向进行驱动。在向两个方向中的一个方向进行驱动时，需要向2根形状记忆合金中的一方进行通电，并切断另一方的通电，但形状记忆合金的一方收缩，另一方在弹性变形内被拉伸。因此，向两个方向反转的反复驱动对于形状记忆合金而言是反复进行伸缩，从而存在耐久性显著降低的担忧。

因此，需要提供能够解决以上的问题的新的光学元件驱动装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-537247号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于以上的问题点而完成的，其目的在于，提供一种在使用了形状记忆合金的光学元件驱动装置中，防止形状记忆合金的破坏，从而可靠性高的光学装置。

用于解决问题的技术方案

本发明的目的是以如下方式实现的。另外，在以下的说明中，为了便于理解发明，在括号中标注附图中的符号等，但本发明的各构成要素并不限定于这些所标注的要素，应该广义地解释为本领域技术人员在技术上可理解的范围。

本发明的第一方式提供一种光学元件驱动装置。所述光学元件驱动装置具备：固定部件，其成为基座；初始位置，相对于所述固定部件大致中立；可动部件，其能够相对于所述初始位置向相互反转的两个方向移动；第一形状记忆合金，其通过通电使所述可动部件能够向所述两个方向中的一个方向移动；第二形状记忆合金，其通过通电使所述可动部件能够向所述两个方向中的另一个方向移动；以及安全机构装置，其配置在通过所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金连接的所述固定部件与所述可动部件之间，用于防止所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金被破坏。

优选为，所述安全机构装置通过弹性部件的施力与所述固定部件或所述可动部件结合，所述施力为在所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金中的任一个通过通电进行形状恢复时产生的力以上。

优选为，在所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金分别在无通电时被拉伸之际，所述施力为超过弹性变形的容许载荷以下。

优选为，所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金各自的一端与安全机构装置连接，另一端与所述固定部件或所述可动部件连接。

优选为，所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金各自的两端与安全机构装置连接，或者与所述固定部件和所述可动部件中的任一个连接，所述第一形状记忆合金和所述第二形状记忆合金各自的以U字状折回的大致中间部支承于安全机构装置，或者支承于所述固定部件和所述可动部件中的任一个。

优选为，所述可动部件相对于所述固定部件以能够沿一个轴方向移动的方式被轴支承，并且相对于大致中立的初始位置能够向两个方向移动。

优选为，所述可动部件相对于所述固定部件以能够转动的方式被轴支承，并且能够从大致中立的初始位置向两个方向转动。

另外，本发明的第二方式提供一种照相机等摄像装置，其具备上述光学元件驱动装置。

此外，本发明的第三方式提供一种智能手机等便携式电子设备，其具备上述摄像装置。

发明效果

作为本发明的优点，能够提供一种在使用了形状记忆合金的光学元件驱动装置中，防止形状记忆合金的破坏，从而可靠性高的光学元件驱动装置。

附图说明

图1为本发明的第一实施方式的中立位置图。

图2为本发明的第一实施方式的向左方进行了通电的情况下的状态图。

图3为本发明的第一实施方式的向左方进行了通电的情况下，右方的安全机构装置进行了动作的状态图。

图4为本发明的第一实施方式的向右方进行了通电的情况下的状态图。

图5为本发明的第一实施方式的向右方进行了通电的情况下，左方的安全机构装置进行了动作的状态图。

图6的(a)～(h)为表示本发明的第一实施方式的各种实施例样式的中立位置图。

图7为本发明的第二实施方式的中立位置图。

图8为本发明的第二实施方式的向左方进行了通电的情况下的状态图。

图9为本发明的第二实施方式的向左方进行了通电的情况下，右方的安全机构装置进行动作的状态图。

图10为本发明的第二实施方式的向右方进行了通电的情况下的状态图。

图11为本发明的第二实施方式的向右方进行了通电的情况下，左方的安全机构装置进行了动作的状态图。

图12为具备本发明的光学元件驱动装置的便携式电子设备(便携式信息终端)。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1～图11为表示本发明的光学元件驱动装置100的附图。

图1～图5为将本发明的第一实施方式所涉及的光学元件驱动装置 100及其构成要素应用于自动聚焦机构的情况下的原理图。

光学元件驱动装置100包含成为基座的固定部件10、作为可动部件的透镜组块20、以及一对安全机构装置30。透镜组块20以相对于第一光轴 O1能够平行移动的方式轴支承于成为基座的固定部件10。透镜组块20与成为基座的固定部件10经由安全机构装置30通过2根形状记忆合金A31、形状记忆合金B32进行连接，相对于图1的中立位置能够向相互反转的方向进行驱动。

另外，一对安全机构装置30包含滑动部件A33和滑动部件B34、以及作为弹性部件的拉伸弹簧A35和拉伸弹簧B36，滑动部件A33和滑动部件B34能够向与透镜组块20的移动方向平行的分别反转的方向滑动，并且分别被拉伸弹簧A35和拉伸弹簧B36施力，使得与成为基座的固定部件10在相互反转的方向上抵接。

形状记忆合金A31、形状记忆合金B32各自的两端电连接在未图示的驱动用基板上，构成了通过来自控制基板的信号使电流在形状记忆合金的两端流通的电路。

图2为表示在对形状记忆合金A31进行了通电的情况下，产生长度方向的收缩，并向图示下方驱动透镜组块20的状态的图。安全机构装置30 的拉伸弹簧A35设定为形状记忆合金A31的最大收缩时的拉伸载荷以下，因此安全机构装置30的滑动部件A33不会从成为基座的固定部件10离开，形状记忆合金A31的收缩量与透镜组块20的移动量相同。

另外，相反侧的形状记忆合金B32从初始长度被拉伸，但由于拉伸弹簧B36被设定为小于等于超过形状记忆合金B32的弹性变形的破坏载荷，所以在弹性变形区域中，在拉伸至超过图2的弹性变形的破坏载荷的情况下，通过安全机构装置30，如图3所示，安全机构装置30的滑动部件B34 相对于成为基座的固定部件10，向形状记忆合金B32不会进一步被拉伸的方向滑动，从而防止了形状记忆合金B32被破坏。

图4示出从图2和图3的状态切断向形状记忆合金A31的通电，并突然切换到向形状记忆合金B32侧的通电的情况。即，是向图示上侧驱动透镜组块20的情况下的图。由于向形状记忆合金B32的通电，形状记忆合金B32产生长度方向的收缩，从而向图示上侧驱动透镜组块20。形状记忆合金A31由于不进行通电，所以通过冷却再次开始恢复至初始长度。但是，在逆通电比较突然的情况下，由于形状记忆合金A31的通过冷却进行的恢复比形状记忆合金B32的收缩更需要时间，因此与前述同样地，有可能以超过弹性变形的破坏载荷被拉伸。

在该情况下，由于安全机构装置30的拉伸弹簧A35设定为小于等于超过弹性变形的破坏载荷，因此在弹性变形区域中，如图4所示，被拉伸至超过弹性变形的破坏载荷时，通过安全机构装置30，如图5所示，成为基座的固定部件10与滑动部件A33分离，从而防止了形状记忆合金A32 被破坏。

由此，即使该形状记忆合金A31、形状记忆合金B32进行向两个方向反转的反复驱动，也会通过安全机构装置30提高耐久性，从而实现提供可靠性高的光学元件驱动装置100的目的。

图6的(a)～(h)为表示本发明的第一实施方式中的各种实施例样式的图。

动作原理与第一实施方式相同。

图6的(a)为第一实施方式的中立图。

图6的(b)为相对于第一实施方式，将安全机构装置30设置在作为可动部件的透镜组块20侧的实施方式。

图6的(c)为相对于图6的(b)，将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32折回成U字形状，并将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32 的两端与成为基座的固定部件10上的未图示的驱动用基板连接，将U字形状的折回部挂在安全机构装置30的滑动部件A33及滑动部件B34的钩部21的实施方式。在这种情况下，与形状记忆合金A31、形状记忆合金 B32的两端连接的未图示的驱动用基板上的接点能够分别配置在附近，从而实现驱动用基板的小型化和结构的简化。

图6的(d)为相对于图6的(a)，将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32折回成U字形状，并将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32 的一个端部与成为基座的固定部件10上的未图示的驱动用基板连接，将另一端与安全机构装置30的滑动部件A33及滑动部件B34上的未图示的驱动用基板连接，将U字形状的折回部挂在透镜组块20的钩部21的实施方式。在这种情况下，与形状记忆合金A31、形状记忆合金B32的两端连接的未图示的驱动用基板上的接点能够分别配置在附近，从而实现驱动用基板的小型化和结构的简化。

图6的(e)为相对于图6的(d)，将安全机构装置30设置在作为可动部件的透镜组块20侧的实施方式。

图6的(f)为相对于图6的(d)，将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32的两端与安全机构装置30的滑动部件A33及滑动部件B34上的未图示的驱动用基板连接的实施方式。

图6的(g)为相对于图6的(e)，将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32的两端与安全机构装置30的滑动部件A33及滑动部件B34上的未图示的驱动用基板连接的实施方式。

图6的(h)为相对于图6的(a)，去除安全机构装置30的滑动部件A33及滑动部件B34，将形状记忆合金A31及形状记忆合金A32的一个端部与拉伸弹簧A35和拉伸弹簧B36直接连接的实施方式。

图7～11为将本发明的第二实施方式所涉及的光学设备及其构成要素置换为反射部件40(例如反射镜或棱镜)，应用于以作为枢轴的支点的第一光轴O1为中心进行旋转的机构的情况下的原理图。

动作原理与第一实施方式相同。

也能够将该旋转轴适用于例如正交的第二光轴O2，从而应用于双轴的手抖校正机构。

在本发明中，利用形状记忆合金进行的驱动时的位置检测可以采用通过形状记忆合金的端子间电阻值的变化进行的检测或利用霍尔传感器与永久磁铁进行的磁检测等。

上述光学元件驱动装置100也可以用于例如图12所示的所谓的智能手机、所谓的功能手机或平板设备等便携式信息设备300用的摄像装置 200中。

以上只不过是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不限于上述实施方式，本领域技术人员基于本发明公开的内容作出的同等的修改或变形全部包含在本申请的权利要求书所述的本发明中。

符号说明

10…成为基座的固定部件

20…透镜组块

21…钩部

30…安全机构装置

31…形状记忆合金A

32…形状记忆合金B

33…滑动部件A

34…滑动部件B

35…拉伸弹簧A

36…拉伸弹簧B

40…反射部件

41…枢轴

100…光学元件驱动装置

200…摄像装置

300…便携式信息设备

O1…第一光轴

O2…第二光轴。