驱动单元和用于制造该驱动单元的方法

专利名称：驱动单元和用于制造该驱动单元的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有成像元件的驱动单元，还涉及一种用于制造 该驱动单元的方法。
背景技术：
近年来，已经发展了可安装在各种便携式电子装置上的小型成像 单元(驱动单元)，例如，装备有照相机的移动电话等已经很普遍。还 发展了其中有可变焦距镜头的自动对焦成像单元。
成像单元通常有一组活动镜头，该组活动镜头布置在具有矩形成 像区域的成像元件前面。光强度控制器(例如快门或光圏)布置在该
组活动镜头的前面。近来，具有例如平滑紧凑驱动机构(SIDM:商 标名)的驱动单元用作该组活动镜头的驱动器，该平滑紧凑驱动机构 是利用压电元件的快速容积变化、运动物体的惯性和摩擦力的线性 (liner)致动器(例如见"KEITAI DENWA MUKE CHOU KOGATA ZOOM UNIT NO KAIHATSU" ， KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT, vol.4 ( 2007 )， p.81, KONICA MINOLTA HOLDINGS LTD.)。
SIDM包括主体，该主体通过连接三个元件而构成固定部分、 压电元件和驱动杆；以及运动物体，该运动物体与驱动杆摩擦接合。 SIDM通过使得运动物体保持一组活动镜头而用作成像单元的变焦距 功能的驱动源。
这时，驱动信号通过柔性印刷电路(FPC)而输入SIDM的压电 元件。FPC容易折叠，并根据粘接层形成于薄膜绝缘体上的结构而具 有很高的总体多功能性，且导电箔形成于薄膜绝缘体上。不过，不幸 的是，当FPC安装在成像单元中时决定FPC的安装方向、长度和位
置将很麻烦。而且，不幸的是，由于需要钎焊以便使压电元件与FPC 等连接，因此装配处理的数目增加。而且，FPC使得成像单元不能减 小尺寸，因为FPC安装在成像单元上，且指向成像单元的外部方向， 以便与安装成像单元的装置电连接。

发明内容
考虑到上述问题产生了本发明。
因此，本发明的主要目的是提供一种具有活动镜头的驱动单元， 该活动镜头容易装配；本发明还提供了一种用于制造该驱动单元的方 法。
根据本发明的第一方面，提供了一种驱动单元，它包括用于机 械一电转换的元件；驱动部件，用于使得被驱动部件根据元件的移动 而执行预定动作；以及壳体，用于容纳驱动部件；其中，壳体包括电 端子和用于装载元件的装载部分，电端子构造成当元件安装在装载部 分上时可与该元件连接。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造驱动单元的方法， 它包括以下步骤第一步骤，用于将壳体构造为与电端子成一体；以 及第二步骤，用于通过将元件安装在由第一步骤获得的壳体的装载部
分上而使得电端子的一端与该元件连接。


通过下面的详细说明和附图，将更充分地了解本发明的上述和其 它目的、优点和特征，附图只是作为示例，因此并不用于限定本发明， 且附图中
图1A是表示移动电话的前侧的透视图，该移动电话有本发明实 施例的驱动单元；
图1B是表示移动电话的后侧的透视图，该移动电话有该实施例 的驱动单元；
图2是表示根据该实施例的成像单元的总体结构的透视图；图3是表示根据该实施例的成像单元的局部结构的透视图； 图4是根据该实施例的成像单元的局部放大图； 图5是表示根据该实施例的成像单元的正视图； 图6是表示图5的成像单元的侧视图7A是表示根据该实施例的成像单元的制造方法(在装配主体 之前)的解释图7B是表示根据该实施例的成像单元的制造方法(在插入主体 之后)的解释图；以及
图7C是表示根据该实施例的成像单元的制造方法(在完成主体 的装配之后)的解释图。
具体实施例方式
下面将参考附图介绍根据本发明实施例的驱动单元和用于制造该 驱动单元的方法。
图1A和1B表示了移动电话110的透视图，该移动电话110是具 有成像单元1的电子装置的实例，该成像单元在主框架中，作为本实 施例的驱动单元。
如图1A和图1B中所示，移动电话110包括成像单元1，该成像 单元l有在主框架111中的成像装置。移动电话110还包括显示器 112，用于显示由成像单元l获得的图像；操作部分113，用于各种操 作等等。
图2是表示根据该实施例的成像单元1的总体结构的透视图；图 3是表示根据该实施例的成像单元1的局部结构的透视图；图4是根 据该实施例的成像单元1的局部放大图；图5是表示根据实施例的成 像单元l的正视图；图6是表示图5的成像单元1的侧视图；图7A 是表示根据该实施例的成像单元1的制造方法(在装配主体24之前) 的解释图；图7B是表示根据本发明一实施例的成像单元的制造方法 (在插入主体24之后)的解释图；而图7C是表示根据该实施例的成 像单元的制造方法(在完成主体24的装配之后)的解释图。
如图2中所示，成像单元1布置在才几匣100中，该机匣100有用 于拍摄图像的窗口 103，支承该成像单元l使其可沿与镜头(见图6) 的轴线X垂直的方向(垂直方向和水平方向)运动。
具体地说，本实施例的成像单元l有图像稳定功能，以便消除成 像单元1向垂直方向和水平方向的波动(该波动由用户的波动引起)。 成像单元1可通过两个极其紧凑的线性致动器而向垂直方向和水平方 向运动；各线性致动器布置成沿能相互交叉成直角的方向和沿与镜头 轴线X垂直的方向。在本实施例中，例如两个SIDM 101和102布置 为线性致动器。各SIDM 101和102包才舌主体，该主体由三个元件构 成固定部分、压电元件和驱动杆，它们以该顺序连接；以及运动物 体，该运动物体与驱动杆摩擦接合。各SIDM 101和102是利用压电 元件的快速容积变化、运动物体的惯性和摩擦力的传统的线性致动器。
如图2至6中所示，例如，成像单元1有镜头驱动机构20，用于 沿镜头的轴线X的方向驱动镜头3;以及壳体IO,用于容纳镜头驱动 机构20。
镜头驱动机构20用作沿成像单元1的轴线X方向的变焦距功能 (自动对焦功能)的驱动源。镜头驱动机构20为线性致动器，即SIDM， 包括主体24和运动物体25 (从动部件)，该运动物体25可运动地保 持镜头3，并与驱动杆23摩擦接合。主体24由柱形驱动杆23 (驱动 部件)、压电元件22和固定部分21构成，该压电元件22作为用于机 械一电转换的元件，它沿驱动杆23的轴向方向驱动该驱动杆23，该 固定部分21用于支承压电元件22的端部，这三个部件以该顺序连接。
涂覆固定部分21的表面以便绝缘，从而没有导电性，且该固定部 分21支承布置在该固定部分21前表面侧的压电元件22。
压电元件22根据施加的电压而膨胀和收缩，以便使得驱动杆23 轴向运动。
驱动杆23根据压电元件22的移动而轴向运动，以便使得作为从 动部件的运动部件25执行预定运动。
运动物体25与驱动杆23摩擦接合，并构造成使得驱动杆23包在
运动物体25和夹住部件27之间，该夹住部件27由压缩弹簧26偏压。 然后，镜头驱动机构20根据压电元件22的膨胀和收缩而沿镜头的轴 线X向前和向后驱动该驱动杆23。不管驱动杆23的方向如何，镜头 驱动机构20都使得与驱动杆摩擦接合的运动部件25向该方向运动， 以便提供镜头3的运行力。顺便说明，运动部件25在与驱动杆23接 合的部分的相对侧与形成于壳体10上的槽部分15接合，且运动部件 25绕镜头轴线X的旋转受到限制。而且，运动部件25沿镜头轴线X 的轴向方向的位置由安装在壳体10中的位置传感器来检测。
壳体IO包括用于装载压电元件22的装载部分11，作为装载用于 机械一电转换的元件的装载部分；以及一对阳极/阴极电端子12。当主 体24安装在装载部分11上时，电端子12的一端与压电元件22连接。
具体地说，如图5中所示，从镜头轴线X的轴向方向看，壳体IO 构造成例如几乎矩形形状的框架。镜头驱动机构20的装载部分11布 置在矩形框架的一个拐角处。而且，运动部件25置于壳体10的内部 侧，且圆形镜头3嵌入和保持在运动部件25的几乎中心处。然后，镜 头3保持为可通过主体24的驱动杆23 (该驱动杆与运动部件25摩擦 接合)而向镜头轴线X的轴向方向运动。顺便说明，由快门驱动装置 (光强度控制器驱动单元)驱动的快门单元(光强度控制器未示出) 固定在运动部件25上。
这里，装载部分11和电端子12将在下文中详细介绍。
例如，如图4中所示，在装载部分11上形成开口 13，驱动杆23 与镜头轴线X平行地插入该开口 13中。用于保持压电元件22的保持 部分14形成于该开口 13附近。然后，主体24的驱动杆23插入开口 13中，且压电元件22布置在保持部分14中。然后，通过使主体24 的固定部分21与装载部分11粘接而使得镜头驱动机构20的主体24 安装在装载部分ll上。
还有电端子12，以便与由电子装置的控制器(未示出)控制的电 源部分电连接，成像单元1与压电元件22 —起安装在该电子装置中。 电端子12是信号输入部分，用于输入驱动信号，以便使得压电元件
22伸长和收缩。各电端子12的一端从保持部分14凸出，以便彼此面 对，且各电端子12的一端弯曲，以便指向驱动杆23相对于壳体10 插入的方向(见图4和6)。而且，各电端子12的一端有弹性并进行 偏压，以便保持压电元件22 (见图3和6)。而且，各电端子12的另 一端相互平行地从壳体10的侧表面底部沿向外方向凸出。
电端子12通过嵌入壳体10内部而与壳体10形成一体。具体地说， 当壳体IO通过例如热塑性树脂的注射模制而形成时(第一步骤)，电 端子12初步嵌入壳体10中。电端子12还可以通过在壳体10的底部 部分形成用于嵌入电端子12的通孔或凹槽以及通过包入或者通过使 电端子12穿过通孔或凹槽从外侧向内侧嵌入而与壳体IO形成一体。
然后，通过将镜头驱动机构20的主体24安装在其中有电端子12 (通过上述第一步骤而形成)的壳体10的装载部分11上，电端子12 的一端和压电元件22相互连接(第二步骤)。
下面将介绍制造成像单元1的方法，即用于将SIDM的主体24 安装在壳体10上的步骤。
如图7A中所示，在运动部件25向镜头轴线X的轴向方向的运动 受到预定装配夹具限制的情况下，保持镜头3的运动部件25布置在壳 体10的内部。
当将主体24(该主体24包括固定部分21、压电元件22和驱动杆 23)安装在装载部分ll上时，将主体24插入装载部分11中，以便从 一对电端子12的一端之间经过。
然后，如图7B中所示，从一对电端子12的一端之间经过的驱动 杆23平滑地插入装载部分11的开口 13中。而且，当已经经过开口 13的驱动杆23到达运动部件25时(该运动部件25的运动受到未示 出的预定装配夹具的限制)，驱动杆23与运动部件25的接合部分25a 接合，其中，该接合部分25a相对于开口 13布置。
也就是说， 一对电端子12构造成对齐，这将在主体24安装在装 载部分11上时引导驱动杆23至驱动杆23应当与运动部件25接合的 位置处。然后，通过使固定部分21的下表面与壳体10的上表面连接，驱 动杆23布置在壳体10中的预定位置，压电元件22与装载部分11中 的电端子12电连接，且主体24安装在壳体10的装载部分11上。
然后，如图7C中所示，导电粘接剂30从壳体10的侧部开口注 入至装载部分ll中，压电元件22和电端子12进行粘接，且压电元件 22与电端子12电连接(第二步骤)。
通过利用导电粘接剂30来使得压电元件22与电端子12电连接， 成像单元1的装配结束，且制成成像单元1。
下面介绍如上述构成的成像单元1的操作。
首先，对于成像单元l，在电端子12嵌入壳体10中(第一步骤) 的情况下，壳体10和电端子12形成一体。
然后，通过将驱动杆23插入由第一步骤形成的壳体10的装载部 分11的开口 13中，镜头驱动机构20的主体24安装在装载部分11上， 且压电元件22安装在电端子12上(第二步骤)。
这样，通过使电端子12的一端指向驱动杆23将插入壳体10中的 方向，镜头驱动机构20能够很容易地插入壳体10中。而且，当镜头 驱动机构20安装在壳体10上时，通过使各电端子12的一端偏压以便 保持压电元件22，各电端子12的一端确实与压电元件22连接。而且， 通过使各电端子12的另一端从壳体10的侧表面沿向外方向凸出，只 要将镜头驱动机构20安装在壳体10上就能够使得用于驱动成像单元 1的电源部分很容易地与压电元件22电连接。
如上所述，根据本发明的成像单元l，因为要与镜头驱动机构20 的压电部分22连接的一对阳极/阴极电端子12通过嵌入壳体10中而 与该壳体10形成一体的结构，且通过使各电端子12的一端布置在使 得各电端子12的一端能与压电元件22连接的位置处，当镜头驱动机 构20的主体24安装在壳体10的装栽部分11上时，只要将镜头驱动 机构20安装在壳体IO上就能够使得具有成像单元1的电子装置很容 易和确实地与镜头驱动机构20的压电元件22电连接。
与例如使用柔性印刷电路(FPC )来将镜头驱动机构20的压电元
件22与具有成像单元1的电子装置电连接的情况相比，在将镜头驱动 机构20装配至壳体10中的工时和装配处理数量可以大大降低，因为 当镜头驱动机构20安装在壳体10上时不需要决定FPC的方向、长度 或位置，或者还因为不需要进行钎焊来使得压电元件22与FPC连接。 因此，成像单元l很容易装配。
而且，因为各电端子12的一端指向驱动杆23相对于壳体10插入 的方向，因此镜头驱动机构20能够很容易地插入壳体10中。而且， 因为各电端子12的一端偏压以便保持压电元件22，因此当镜头驱动 机构20安装在壳体IO上时，各电端子12能够确实与压电元件连接。
而且，通过〗吏电端子12的另一端从壳体10的侧表面沿向外方向 凸出，只要将镜头驱动机构20安装在壳体10上就能够使得具有成像 单元1的电子装置很容易和确实地与压电元件22电连接。
而且，只要在第二步骤将镜头驱动机构20的主体24安装在壳体 10的装载部分11上(该壳体10在第一步骤与电端子12形成一体) 就能够使得镜头驱动机构20的压电元件22很容易地与电端子12连 接。因此很容易装配成像单元1，因为镜头驱动机构20能够很容易地 安装在壳体10上。
顺便说明，成像单元1可以通过嵌入壳体10中而与用于快门驱动 机构的电端子(未示出)形成一体。也就是，例如因为快门驱动机构 具有用于使得快门单元(未示出)的叶片在与成像单元1的镜头轴线 X垂直的平面内旋转的螺线管，因此，用于将驱动信号输入给电磁阀 (该电磁阀用于驱动螺线管)的电端子能够很容易地与壳体10以及电 端子12形成一体。这使得快门驱动机构很容易地装配至壳体10上。
而且，各电端子12可以不局限于上述实施例所示的形状，而是可 以形成任意形状。也就是，例如，电端子12可以形成为向主体24将 插入的方向倾斜地凸出。而且，只有任意电端子12的一端可以从保持 部分14凸出并指向驱动杆23将插入的方向，且进行偏压以便夹住压 电元件22。电端子12的另一端可以布置在与保持部分14的面对表面 相同的平面内，且能够与压电元件22接触。而且，驱动部件不应当局限于驱动杆23，而是可以由任意部件形 成，只要该部件能够与压电元件22连接，并能够运动以便向从动部件 提供运行力。类似地，从动部件可以由任意部件形成，只要该部件能 够保持镜头，与驱动部件摩擦接合并能够通过驱动部件而运动。
也就是，例如磁体可以用作驱动部件以代替驱动杆23，用于与压 电元件22连接，同时金属材料可以布置在作为从动部件的运动部件 25上，以便与磁体连接而支承运动部件25。这样，如果磁体通过压电 元件22的緩慢膨胀和收缩而沿镜头轴线X向前或向后运动，由磁体 通过金属材料来保持的运动部件25沿镜头轴线X的任意一个方向而 运动。而且，如果磁体通过压电元件22的快速膨胀和收缩而沿镜头轴 线X向前或向后运动，在磁体和金属材料之间的粘接力将被破坏，且 只有磁体运动，而运动部件25仍保持在相同位置。
而且，根据施加的电压而膨胀和收缩的元件(例如电致伸缩元件) 可以用作机械一电转换元件，而不是本实施例所述的压电元件22。
尽管已经表示和介绍了各个示例实施例，但是本发明并不局限于 所示实施例。
权利要求
1.一种驱动单元，包括用于机械-电转换的元件；驱动部件，用于使得被驱动部件根据所述元件的移动而执行预定运动；以及壳体，用于容纳所述驱动部件；其中，所述壳体包括电端子；以及用于装载所述元件的装载部分，所述电端子构造成当所述元件安装在所述装载部分上时可与所述元件连接。
2. 根据权利要求l所述的驱动单元，其中所述电端子嵌入壳体 中，且构造成与壳体成一体。
3. 根据权利要求1或2所述的驱动单元，其中所述电端子的一 端指向所述元件相对于所述壳体插入的方向，且偏压所述电端子的所 述端，以便能够保持该元件。
4. 根据权利要求3所述的驱动单元，其中所述电端子的另一端 从所述壳体的底表面或侧表面朝着所述壳体外部方向凸出。
5. 根据权利要求1所述的驱动单元，其中所述电端子的另一端 从所述壳体的底表面或侧表面朝着壳体外部方向凸出。
6. —种用于制造如权利要求2所述的驱动单元的方法，包括以下 步骤第一步骤，用于将壳体构造为与所述电端子成一体；以及 第二步骤，用于通过将所述元件安装在由第一步骤获得的壳体的装载部分上而使得电端子的一端与该元件连接。
全文摘要
这里公开了一种驱动单元，它包括用于机械—电转换的元件；驱动部件，用于使得被驱动部件根据元件的移动而执行预定动作；以及壳体，用于容纳驱动部件；其中，壳体包括电端子和用于装载元件的装载部分，电端子设置成当元件安装在装载部分上时可与该元件连接。
文档编号G02B7/04GK101349794SQ200810133639
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年7月17日
发明者村上贤一, 森田光彦 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社