JP3790243B2 - Electrostatic actuator and camera module - Google Patents
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Description
本発明は、静電気力で駆動される静電アクチュエータ及びカメラモジュールに関する。 The present invention relates to an electrostatic actuator and a camera module driven by electrostatic force.
従来の静電アクチュエータは、例えば、図10に示す構成をとっている。すなわち、静電アクチュエータ100は、可動子101と固定子102とを備えている。可動子101は中空部を有する略直方体であり、固定子102は貫通孔が所定方向に穿設された略直方体である。固定子102の貫通孔に可動子101が挿入され所定方向に可動子101は移動可能である。なお、固定子102と可動子101との間隙は数ミクロン程度ある。
A conventional electrostatic actuator has, for example, the configuration shown in FIG. That is, the
また、可動子101は、固定子102内壁と対向する一対の面に凸状ストライプ電極103a,103bがエッチング等により形成される。
Further, in the
また、固定子102は、電極103a,103bと対向する面に装着されたガラス板106a,106b表面にパターニングによって電極107a,107bが形成される。電極107aと電極107bとは、互いに半ピッチずれるように形成されている。
In the
このような構成をした静電アクチュエータの動作を図11を参照して説明する。静電アクチュエータは、第1工程〜第4工程の繰り返しによって作動する。すなわち、第1工程は、可動子101を接地電位とし、電極107aのうち(ア)のみに+V[V]の電圧を供給する。(ア)と電極103aとの間に静電気力(吸引力)が発生する。この静電気力によって可動子101が固定子102のガラス板106a側に移動する。
The operation of the electrostatic actuator having such a configuration will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator operates by repeating the first to fourth steps. That is, in the first step, the
第2工程は、電極107bのうち(エ)のみに+V[V]の電圧を供給する。(エ)と電極103bとの間に静電気力が発生する。この静電気力によって可動子101が固定子102のガラス板106b側に移動する。このとき可動子101は元の位置に比べ図11中左方向に一つの電極106a(もしくは106b)の配設ピッチの半ピッチ分だけ移動されている。
In the second step, a voltage of + V [V] is supplied only to (D) of the
第3工程は、電極107aのうち(イ)のみに+V[V]の電圧を供給する。(イ)と電極103aとの間に静電気力が発生する。この静電気力により可動子101が再度ガラス板106a側に移動する。このとき可動子101は元の位置と比べ図11中左方向に一つの電極106aの配列ピッチ分だけ移動されている。
In the third step, a voltage of + V [V] is supplied only to (a) of the
第4工程は、電極107bのうち(ウ)のみに+V[V]の電圧を供給する。(ウ)と電極103bとの間に静電気力が発生する。この静電気力により可動子101が再度ガラス板106b側に移動する。このとき可動子101は元の位置と比べ図11中左方向に電極106bの配列ピッチの1.5倍の長さだけ移動されている。
In the fourth step, a voltage of + V [V] is supplied only to (c) of the
上記第1〜第4の工程を繰り返すことによって可動子101を図11中左方向に所望の距離だけ移動させることができる。また、第4工程、第3工程、第2工程、第1工程の順番で各電極に電圧を供給すると、可動子101を図11中左方向に移動させることができる。 静電アクチュエータ及びそれを応用した製品は知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述した静電アクチュエータは次のような問題があった。第1に、固定子と可動子とが面接触するため駆動の際に発生する摩擦力が大きくなるとともに、可動子に電荷が帯電し、駆動効率が低いという問題があった。 The electrostatic actuator described above has the following problems. First, since the stator and the mover are in surface contact with each other, there is a problem that the frictional force generated at the time of driving is increased, the charge is charged in the mover, and the driving efficiency is low.
第2に、可動子の帯電を低減するためには電力を供給する必要があるが、移動する可動子に適切に電力を供給することは困難であった。 Secondly, it is necessary to supply electric power to reduce the electrification of the mover, but it is difficult to appropriately supply electric power to the moving mover.
第3に、例えば複数の可動子にそれぞれレンズを内部に組み込んでそのレンズの距離を制御する場合において、互いの可動子筐体が干渉することからレンズの近接距離に限界があり、光学的な性能を高めることに制限があった。また、可動子の筐体を小型化すると、固定子電極から必要な駆動力を十分に受けることができない虞があった。 Third, for example, in the case where a lens is incorporated in each of the plurality of movable elements and the distance between the lenses is controlled, the proximity distance of the lenses is limited because the movable element housings interfere with each other. There was a limit to improving performance. Further, when the housing of the mover is downsized, there is a possibility that the necessary driving force cannot be sufficiently received from the stator electrode.
そこで本発明は、複数の可動子を必要な駆動力を確保しつつ十分に近接させることができる静電アクチュエータ及びカメラモジュールを提供することを目的としている Therefore, an object of the present invention is to provide an electrostatic actuator and a camera module capable of bringing a plurality of movers sufficiently close to each other while ensuring a necessary driving force.
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の静電アクチュエータ及びカメラモジュールは次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the electrostatic actuator and camera module of the present invention are configured as follows.
(1)固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に、かつ、相互に独立して設けられる第1及び第2の可動子とを備え、上記固定子には、異なる順序で電圧が供給される少なくとも3つの電極が所定方向に順次配列されてなる駆動用電極と第1保持用電極と第2保持用電極とが形成され、上記第1の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第1の被駆動用電極と、上記第1保持用電極に対向配置された第1の被保持用電極が形成され、上記第2の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第2の被駆動用電極と、上記第2保持用電極に対向配置された第2の被保持用電極が形成され、上記駆動用電極、上記第1保持用電極、上記第2保持用電極に電圧を供給する電力供給部と、上記電力供給部に設けられ、上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の一方に電圧を供給することで上記第1の可動子又は上記第2の可動子の一方の上記所定方向に沿った移動を規制する保持回路と、上記電力供給部に設けられ、上記駆動用電極と上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の他方とに交互に電圧を供給するとともに、上記駆動用電極の各電極に電圧を供給する順序を順次切り換えるスイッチング回路と、前記第1の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第2の可動子側へ延設された嵌合部と、前記第2の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第1の可動子側へ延設されるとともに、上記嵌合部に嵌合される被嵌合部とが形成されていることを特徴とする。 (1) A stator and first and second movers that are guided by the stator and reciprocate in a predetermined direction and are provided independently of each other are provided. A driving electrode, a first holding electrode, and a second holding electrode, in which at least three electrodes to which a voltage is supplied in order are sequentially arranged in a predetermined direction, are formed. A first driven electrode disposed opposite to the driving electrode and a first held electrode disposed opposite to the first holding electrode are formed, and the second movable element includes the driving electrode. A second driven electrode disposed opposite to the electrode for use and a second held electrode disposed opposite to the second holding electrode are formed, the driving electrode, the first holding electrode, A power supply unit configured to supply a voltage to the second holding electrode; and the first power supply unit. A holding circuit that regulates movement of one of the first mover or the second mover along the predetermined direction by supplying a voltage to one of the holding electrode or the second holding electrode; An order of supplying a voltage to each electrode of the driving electrode while alternately supplying a voltage to the driving electrode and the other of the first holding electrode or the second holding electrode provided in the power supply unit A switching circuit for sequentially switching, the first movable element includes a movable body, a fitting portion extending from the movable body to the second movable element, and the second movable element includes: A mover main body and a fitted portion that extends from the mover main body toward the first mover and is fitted to the fitting portion are formed.
(2)撮像素子と、固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に、かつ、相互に独立して設けられるとともに上記撮像素子に光を結像させる光学素子をそれぞれ有する第1及び第2の可動子とを備え、上記固定子には、異なる順序で電圧が供給される少なくとも3つの電極が所定方向に順次配列されてなる駆動用電極と第1保持用電極と第2保持用電極とが形成され、上記第1の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第1の被駆動用電極と、上記第1保持用電極に対向配置された第1の被保持用電極が形成され、上記第2の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第2の被駆動用電極と、上記第2保持用電極に対向配置された第2の被保持用電極が形成され、上記駆動用電極、上記第1保持用電極、上記第2保持用電極に電圧を供給する電力供給部と、上記電力供給部に設けられ、上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の一方に電圧を供給することで上記第1の可動子又は上記第2の可動子の一方の上記所定方向に沿った移動を規制する保持回路と、上記電力供給部に設けられ、上記駆動用電極と上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の他方とに交互に電圧を供給するとともに、上記駆動用電極の各電極に電圧を供給する順序を順次切り換えるスイッチング回路と、前記第1の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第2の可動子側へ延設された嵌合部と、前記第2の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第1の可動子側へ延設されるとともに、上記嵌合部に嵌合される被嵌合部とが形成されている静電アクチュエータとを備えていることを特徴とする。 (2) An imaging device, a stator, and optical elements that are guided by the stator so as to be reciprocable in a predetermined direction and that are provided independently of each other and that form an image of light on the imaging device. The stator includes a driving electrode, a first holding electrode, and a first holding electrode in which at least three electrodes to which a voltage is supplied in a different order are sequentially arranged in a predetermined direction. 2 holding electrodes are formed, and the first movable element includes a first driven electrode disposed opposite to the driving electrode and a first electrode disposed opposite to the first holding electrode. A held electrode is formed, and the second movable element includes a second driven electrode disposed to face the driving electrode, and a second covered electrode disposed to face the second holding electrode. A holding electrode is formed, and the driving electrode, the first holding electrode, and the second holding electrode are formed. A power supply unit configured to supply a voltage to the electrode for use, and the power supply unit configured to supply a voltage to one of the first holding electrode or the second holding electrode. A holding circuit for restricting movement of one of the second movable elements along the predetermined direction; and the other of the driving electrode and the first holding electrode or the second holding electrode provided in the power supply unit. And a switching circuit for sequentially switching the order in which the voltage is supplied to each electrode of the driving electrode, and the first mover includes a mover body, and the first mover from the mover body. The fitting part extended to the movable element side of the two, the second movable element, the movable element main body, and the movable element main body extending from the movable element main body to the first movable element side, and the fitting Electrostatic actuator formed with a mated part to be fitted to the part Characterized in that it comprises a chromatography data.
本発明によれば、複数の可動子を必要な駆動力を確保しつつ十分に近接させることができる。 According to the present invention, it is possible to bring a plurality of movers close enough while ensuring a necessary driving force.
図1及び図2は、技術参考例に係る静電アクチュエータをカメラモジュールのレンズ機構10に適用した例を示す図である。レンズ機構10は、四角筒状の固定子20と、この固定子20内を軸方向に沿って往復動自在に配置された2つの可動子30,40とを備え、固定子20の一端部に配置され画像を検出するCCDデバイス50を設けることでカメラモジュールを構成する。なお、図中Cはレンズの光軸方向を示している。
1 and 2 are diagrams illustrating an example in which the electrostatic actuator according to the technical reference example is applied to the
固定子20は、枠体21と、ガラス基板上に半導体プロセス技術を用いてパターンニングされた固定子電極22と、枠体21内部に光軸方向Cに沿って延設された突条部25と、固定子電極22に電力を供給する電力供給部26とを備えている。
The
固定子電極22は、駆動用電極群23と、保持用電極群24とを備えている。駆動用電極群23は、異なる順序で電圧が供給され、かつ、光軸方向Cに沿って交互に設けられた4相の駆動用電極23a、23b、23c、23dからなっている。また、各駆動用電極23a、23b、23c、23dは、それぞれ光軸方向Cと交差する方向に沿ってストライプ状に形成されている。なお、駆動用電極23a、23b、23c、23dに供給される電圧は少なくとも3相あれば適用可能である。また、保持用電極群24は2相の保持用電極24a,24bからなり、それぞれ光軸方向Cに沿ってストライプ状に形成されている。
The
電力供給部26は、保持回路26a及びスイッチング回路26bを備えている。保持回路26aは、保持用電極群24の各保持用電極24a,24bに対する電圧の供給を選択的に行うことで可動子30又は可動子40のいずれか一方を保持し、その光軸方向Cに沿った移動を規制する機能を有している。スイッチング回路26bは、駆動用電極群23の各駆動用電極23a、23b、23c、23d及び保持用電極群24の各保持用電極24a,24bのうち保持回路26aにて保持状態となっていない保持用電極に電圧を交互供給するとともに、各駆動用電極23a、23b、23c、23dに供給する順序を順次切り換える機能を有している。
The
可動子30は、可動子本体31と、この可動子本体31に支持されたレンズ群32と、固定子電極22から与えられた駆動電圧により駆動力が作用する被駆動用電極33と、被保持用電極34とを備えている。
The
被駆動用電極33は、光軸方向Cと交差する方向に沿って形成された複数のストライプ状に形成されている。被保持用電極34は、保持用電極24aに対向し、かつ、光軸方向Cに沿ってストライプ状に形成されている。
The driven
可動子40は、可動子本体41と、この可動子本体41に支持されたレンズ群42と、固定子電極22から与えられた駆動電圧により駆動力が作用する被駆動用電極43と、被保持用電極44とを備えている。
The
被駆動用電極43は、光軸方向Cと交差する方向に沿って形成された複数のストライプ状に形成されている。被保持用電極44は、保持用電極24bに対向し、かつ、光軸方向Cに沿ってストライプ状に形成されている。
The driven
このように構成されたレンズ機構10は、次のように動作する。なお、ここでは可動子30のみを図2の(a)中矢印α方向へ移動させる場合について説明する。なお、図2の(a)の可動子30は初期位置を示している。スイッチング回路26bにより駆動用電極23aに電圧Vを供給すると、可動子30の被駆動用電極33との間及び可動子40の被駆動用電極43との間に静電力による吸引力が生じる。この吸引力によって、駆動用電極23aにより第1の可動子30及び第2の可動子40が固定子20の駆動用電極群23側へ吸引される。次に、スイッチング回路26bにより保持用電極24a及び保持用電極24bに電圧を供給することで可動子30及び可動子40が図中の下方向に吸引される。ここで、保持回路26aにより保持用電極24bに電圧を供給しつづけることにより可動子40はそのままの位置で保持する。
The
次に、スイッチング回路26bにより駆動用電極23bに電圧供給すると、図中左側から2番目の被駆動用電極33が駆動用電極23bに吸引されて、可動子30は初期位置から、矢印α方向に移動することになる。次に、スイッチング回路26bにより保持用電極24aに電圧を供給することで可動子30が図中の下方向に吸引される。一方、保持回路26aにより保持用電極24bに電圧を供給しつづけているので可動子40はそのままの位置で進行しない。このように、スイッチング回路26bにより駆動用電極群23の各駆動用電極23a〜23dと、保持用電極群24のうち保持用電極24aとに交互に電圧を加えて、その供給順序を設定することで、可動子30を光軸方向Cに沿って駆動することが可能となるとともに、保持回路26aにより保持用電極24bに電圧を供給しつづけることで、可動子40の位置を固定することが可能となる。
Next, when a voltage is supplied to the driving electrode 23b by the switching
なお、可動子40のみを移動させる場合には、逆にスイッチング回路26bにより駆動用電極群23の各駆動電極23a〜23dと保持用電極24bとに交互に電圧を供給することで、同様に駆動することが可能となるとともに、保持回路26aにより保持用電極24aに電圧を供給しつづけることで、可動子30の位置を固定することが可能となる。
When only the
一方、可動子30,40が光軸方向Cに沿って移動する際に、固定子20の駆動用電極群23及び保持用電極群24が設けられた方向に上下動する。このとき、固定子20に設けられた突条部25が可動子30,40に接触する。すなわち、突条部25は可動子30,40に対し線接触支持部として機能している。この突条部25と可動子30,40との接触は線接触であるため、固定子20と可動子30,40とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。このため、駆動効率を向上させることが可能となる。
On the other hand, when the
上述したように技術参考例に係る静電アクチュエータが適用されたレンズ機構10によれば、レンズ群を配置した複数の可動子30,40を選択的に駆動することが可能となり、レンズ駆動機構としてズーム機能を持つようなアクチュエータ構成が可能となる。また、固定子20と可動子30,40との摩擦抵抗を大幅に低減できることから、駆動効率を向上させることが可能となる。さらに、本技術参考例では可動子が2つの場合について説明したが、可動子が単一の場合にも適用可能である。
As described above, according to the
図3の(a)〜(c)は上述したレンズ機構10の変形例を示す説明図である。なお、本変形例では可動子40の図示を省略している。
FIGS. 3A to 3C are explanatory views showing modifications of the
図3の(a)に示す変形例では、枠体21の上部には、駆動用電極群23を挟み、かつ、光軸方向Cに沿って一対の突条部27が形成されている。また、枠体21の下部には、固定子20の保持用電極群24を挟み、かつ、光軸方向Cに沿って一対の突条部28が形成されている。さらに、前述したレンズ機構10と同様に、側部の枠体21に光軸方向Cに沿って一対の突条部25が形成されている。
In the modification shown in FIG. 3A, a pair of
一方、可動子30の光軸方向Cにおける前端部及び後端部には側部側に突出した凸形状の可動子ストッパ35が形成されている。なお、可動子ストッパ35と突条部27,28との接触は線接触となる。
On the other hand, a convex
本変形例においては、被駆動用電極33が接触する場所を突条部27のみとすることができる。このため、可動子30が光軸方向Cに沿って移動する際に、駆動用電極群23と被駆動用電極群33とが摺動することによる電極の破壊を防止することができる。突条部27と被駆動用電極33との接触は線接触であるため、固定子20と可動子30とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。
In the present modification, only the
同様に、被保持用電極34が接触する場所を突条部28のみとすることができる。このため、可動子30が光軸方向Cに沿って移動する際に、保持用電極群24と被保持用電極34とが摺動することによる電極の破壊を防止することができる。突条部28と被保持用電極34との接触は線接触であるため、固定子20と可動子30とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。
Similarly, only the
一方、突条部25が接触する場所を可動子ストッパ35のみとすることができる。このため、可動子30が光軸方向Cに沿って移動する際の突条部25と可動子ストッパ35との接触が略点接触となり、固定子20と可動子30とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。
On the other hand, the place where the
上述したように突条部25,27,28及び可動子ストッパ35を設けることにより、接触抵抗を軽減し、駆動効率の良い静電アクチュエータを提供することが可能となる。
As described above, by providing the
図3の(b)に示す変形例では、可動子30の光軸方向Cにおける前端部及び後端部の全周にわたって、凸形状の可動子ストッパ36が形成されている。これにより、可動子30が光軸方向Cに沿って移動する際の突条部27,28と可動子ストッパ36との接触が略点接触となり、固定子20と可動子30とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。また、被駆動用電極33及び被保持用電極34は突条部27,28と摺動することがないので、電極の破壊を防止することができる。
In the modification shown in FIG. 3B, a convex
図3の(c)に示す変形例では、可動子30の光軸方向Cにおける前端部及び後端部の下端のみに凸形状の可動子ストッパ37が形成されている。これにより、可動子30が光軸方向Cに沿って移動する際の突条部28と可動子ストッパ37との接触が略点接触となり、固定子20と可動子30とが直接接触する面接触に比べて摩擦抵抗を大幅に低減できる。また、被保持用電極34は突条部28と摺動することがないので、電極の破壊を防止することができる。これにより、固定子20と可動子30との摩擦抵抗をさらに低減できることから、駆動効率を向上させることが可能となる。
In the modification shown in FIG. 3C, a convex
なお、これら変形例においては、可動子30について説明したが、可動子40についても適用可能である。また、可動子単一のみならず、可動子が複数の場合にも適用可能である。
In these modifications, the
図4は技術参考例に係る静電アクチュエータをレンズ機構60に適用した例を示す斜視図である。この図において図1及び図2と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 4 is a perspective view showing an example in which the electrostatic actuator according to the technical reference example is applied to the
本レンズ機構60では、可動子30の帯電を防止するために駆動信号を与える電力供給部材が設けられている。具体的には、リード線61が可動子30の可動子本体31の側壁31aに接続され、固定子20の枠体21側壁に設けられた窓枠21aより外部にある駆動信号端子62に接続する。リード線61を適当な長さに設定することにより、可動子30の往復動に抵抗となるようなことがない。
The
本レンズ機構60によれば、レンズ群で構成される光路内に遮蔽物・障害物を設けることなく、可動子30の帯電を防止するために駆動信号を与える電力供給部材が設けることができる。可動子30の帯電が防止できるため、駆動効率を向上させることが可能となる。また、リード線61が可動子30の駆動時に振動しても、光路に干渉することを防ぐことができ、かつ、駆動時に変化する固定子電極22と可動子30間の隙間にリード線61が挟まれることもなく、信頼性の高い駆動が可能となる。
According to the
図5は上述したレンズ機構60の変形例を示す図である。本変形例では、リード線61の代わりに、コイル状のリード線63を用いるようにした。可動子30の可動範囲が大きい場合には、リード線61より短縮時にコンパクトとなるコイル状のリード線63が取り扱いやすい。この他、可動子30に何ら駆動力がかかっていない場合において、リード線63の弾性力により可動子30を予め定められた位置(初期位置)に戻すことが可能である。
FIG. 5 is a view showing a modification of the
図6は上述したレンズ機構60の変形例を示す図である。本変形例では、枠体21に側面ストッパ64及び板状の駆動信号端子65が設けられている。また、可動子本体31には、弾性のあるリード線66が取り付けられており、可動子30の移動に伴ってリード線66の先端が駆動信号端子65に摺動するように形成されている。なお、駆動信号端子65には、摩擦摩耗に強い導電性表面処理が施されており、機構の信頼性が高められている。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the
本変形例によれば、リード線66の弾性力により可動子30を側面ストッパ64に押し付けながら移動させることができる。このため、可動子30を直線性よく移動させることができる。また、リード線66を確実に駆動信号端子65に摺動させることができ、電力の供給を確実に行わせることができる。
According to this modification, the
なお、この変形例においては、可動子30について説明したが、可動子40についても適用可能である。また、可動子単一のみならず、可動子が複数の場合にも適用可能である。
In this modification, the
図7は、本発明の第1の実施の形態に係る静電アクチュエータを適用したレンズ機構に組み込まれた可動子70,80を示す斜視図である。この図において図1及び図2と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a perspective view showing the
可動子70は、可動子本体71と、この可動子本体71に支持されたレンズ群72と、固定子電極22から与えられた駆動電圧により駆動力が作用する被駆動用電極73と、保持用電極(不図示)とを備えている。
The
可動子本体71は、光軸方向Cに沿って形成された凹部(嵌合部)71aが形成されている。被駆動用電極73は、光軸方向Cと交差する方向に沿って形成された複数のストライプ状に形成されている。保持用電極は、保持用電極24aに対向し、かつ、光軸方向Cに沿ってストライプ状に形成されている。
The mover
可動子80は、可動子本体81と、この可動子本体81に支持されたレンズ群82と、固定子電極22から与えられた駆動電圧により駆動力が作用する被駆動用電極83と、保持用電極(不図示)とを備えている。
The
可動子本体81には、光軸方向Cに沿って形成され上記凹部71aに嵌合する凸部(被嵌合部)81aが形成されている。被駆動用電極83は、光軸方向Cと交差する方向に沿って形成された複数のストライプ状に形成されている。保持用電極は、保持用電極24bに対向し、かつ、光軸方向Cに沿ってストライプ状に形成されている。
The
このように形成された可動子70及び可動子80は、図7の(a)に示すように光軸方向Cに沿って嵌合する関係となっているので、レンズ群72及びレンズ群82同士を近接させることができる。したがって、ズーム機能及び焦点調節機能を向上させることができる。すなわち、ズーム光学系を構成するには、少なくとも2組の駆動されるレンズ群が必要となり、光軸方向に短い小型のズーム光学系は、各々のレンズ群を離した位置から一度近接させて離す位置関係で光学倍率を変化させることが多い。従来の静電アクチュエータではレンズを配置する筐体に、駆動に必要な電極面積を確保すると、光学レンズ同士の近接距離を筐体によって制限されるという問題があった。
Since the
本実施の形態における可動子70,80では、可動子80の凸部分、あるいは可動子70の側面部分71aで、電極面積を確保してレンズ群72,82を近接させることが可能となるので、レンズ間距離を筐体が制限することを回避でき、筐体を考慮せずに、光軸方向Cに小型化されたズーム光学系を実現できる。
In the
一方、可動子70及び可動子80の駆動に必要とされる被駆動用電極73,83の光軸方向Cに沿った長さを十分に確保することができるため、静電アクチュエータとしての機能を発揮させることができる。
On the other hand, since the lengths of the driven
図8は、上述した可動子70及び可動子80の変形例を示す図である。本変形例では、可動子70の凹部71aの代わりに溝部71bを設けるとともに、可動子80の凸部81aの代わりにさらに光軸方向Cに延長された凸部81bを用いている。これにより、さらにレンズ間距離を小さくすることが可能である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a modification of the above-described
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るカメラモジュール100であって、上記静電アクチュエータが組み込まれたものである。すなわち、カメラモジュール100は、デジタルカメラや携帯電話等に組み込まれるモジュール部分であり、基板101上に、CMOSもしくはCCD等の撮像素子102があり、その上に静電アクチュエータ103が設けられている。ここで、静電アクチュエータ103を構成する可動子には撮像素子102に結像するレンズ群が組み込まれている。また、基板101上には静電アクチュエータ103の駆動を制御する電力供給部104が搭載されている。
FIG. 9 shows a
本実施の形態に係るカメラモジュール100によれば、静電アクチュエータ103が駆動特性に優れることから、カメラの焦点調節機構としての利用に適している。
The
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態においては静電アクチュエータをレンズ機構に適用したが、これに限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, although the electrostatic actuator is applied to the lens mechanism in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10,60…レンズ機構、20…固定子、21…枠体、22…固定子電極、23…駆動用電極群、24…保持用電極群、25…突条部、26…電力供給部、30,40,70,80…可動子、31,41…可動子本体、32,42…レンズ群、33,43…被駆動用電極、34,44…保持用電極、61,63…リード線、62,65…駆動信号端子、66…金属線。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記固定子には、異なる順序で電圧が供給される少なくとも3つの電極が所定方向に順次配列されてなる駆動用電極と第1保持用電極と第2保持用電極とが形成され、
上記第1の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第1の被駆動用電極と、上記第1保持用電極に対向配置された第1の被保持用電極が形成され、
上記第2の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第2の被駆動用電極と、上記第2保持用電極に対向配置された第2の被保持用電極が形成され、
上記駆動用電極、上記第1保持用電極、上記第2保持用電極に電圧を供給する電力供給部と、
上記電力供給部に設けられ、上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の一方に電圧を供給することで上記第1の可動子又は上記第2の可動子の一方の上記所定方向に沿った移動を規制する保持回路と、
上記電力供給部に設けられ、上記駆動用電極と上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の他方とに交互に電圧を供給するとともに、上記駆動用電極の各電極に電圧を供給する順序を順次切り換えるスイッチング回路と、
前記第1の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第2の可動子側へ延設された嵌合部と、
前記第2の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第1の可動子側へ延設されるとともに、上記嵌合部に嵌合される被嵌合部とが形成されていることを特徴とする静電アクチュエータ。 A stator and first and second movers guided by the stator and reciprocally movable in a predetermined direction and provided independently of each other;
The stator is formed with a driving electrode, a first holding electrode, and a second holding electrode in which at least three electrodes to which voltages are supplied in a different order are sequentially arranged in a predetermined direction,
The first movable element is formed with a first driven electrode disposed to face the driving electrode and a first held electrode disposed to face the first holding electrode.
The second movable element is formed with a second driven electrode disposed opposite to the driving electrode and a second held electrode disposed opposed to the second holding electrode,
A power supply unit for supplying a voltage to the driving electrode, the first holding electrode, and the second holding electrode;
Provided in the power supply unit and supplying a voltage to one of the first holding electrode or the second holding electrode, in one predetermined direction of one of the first mover or the second mover. A holding circuit for restricting movement along,
A voltage is provided in the power supply unit, and alternately supplies a voltage to the driving electrode and the other of the first holding electrode or the second holding electrode, and supplies a voltage to each electrode of the driving electrode. A switching circuit for sequentially switching the order;
The first mover includes a mover body, a fitting portion extending from the mover body to the second mover,
The second mover includes a mover main body and a fitted portion that extends from the mover main body toward the first mover and is fitted to the fitting portion. An electrostatic actuator characterized by comprising:
固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に、かつ、相互に独立して設けられるとともに上記撮像素子に光を結像させる光学素子をそれぞれ有する第1及び第2の可動子とを備え、上記固定子には、異なる順序で電圧が供給される少なくとも3つの電極が所定方向に順次配列されてなる駆動用電極と第1保持用電極と第2保持用電極とが形成され、上記第1の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第1の被駆動用電極と、上記第1保持用電極に対向配置された第1の被保持用電極が形成され、上記第2の可動子には、上記駆動用電極に対向配置された第2の被駆動用電極と、上記第2保持用電極に対向配置された第2の被保持用電極が形成され、上記駆動用電極、上記第1保持用電極、上記第2保持用電極に電圧を供給する電力供給部と、上記電力供給部に設けられ、上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の一方に電圧を供給することで上記第1の可動子又は上記第2の可動子の一方の上記所定方向に沿った移動を規制する保持回路と、上記電力供給部に設けられ、上記駆動用電極と上記第1保持用電極又は上記第2保持用電極の他方とに交互に電圧を供給するとともに、上記駆動用電極の各電極に電圧を供給する順序を順次切り換えるスイッチング回路と、前記第1の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第2の可動子側へ延設された嵌合部と、前記第2の可動子は、可動子本体と、この可動子本体から上記第1の可動子側へ延設されるとともに、上記嵌合部に嵌合される被嵌合部とが形成されている静電アクチュエータと、
を備えていることを特徴とするカメラモジュール。 An image sensor;
First and second movable elements each having a stator and an optical element guided by the stator so as to be reciprocally movable in a predetermined direction and independently of each other and forming an image of light on the imaging element. The stator includes a driving electrode, a first holding electrode, and a second holding electrode in which at least three electrodes to which voltages are supplied in a different order are sequentially arranged in a predetermined direction. The first movable element is formed with a first driven electrode disposed to face the driving electrode and a first held electrode disposed to face the first holding electrode. The second movable element is provided with a second driven electrode disposed opposite to the driving electrode and a second held electrode disposed opposed to the second holding electrode, A voltage is applied to the driving electrode, the first holding electrode, and the second holding electrode. And a power supply unit that is provided in the power supply unit and that supplies a voltage to one of the first holding electrode or the second holding electrode, so that the first mover or the second mover A holding circuit that restricts movement along one of the predetermined directions and a voltage provided alternately to the driving electrode and the other of the first holding electrode or the second holding electrode are provided in the power supply unit. A switching circuit that sequentially switches the order of supplying voltages to the electrodes of the drive electrode, and the first mover includes a mover body and the mover body to the second mover side. The extended fitting portion and the second mover are extended from the mover main body to the first mover side from the mover main body and fitted into the fitting portion. An electrostatic actuator formed with a mated part;
A camera module comprising:
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