JP2003284359A - 導電性可動子及び当該導電性可動子を備えた静電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で軽く、かつ加工性の良い導電性可動子
及びこの可動子を備えた静電アクチュエータを提供す
る。 【解決手段】 可動子１１ａ、１１ｂは、気相成長炭素
繊維（ＶＧＣＦ）とＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィ
ド）等の熱可塑性樹脂とを溶融混練してなる樹脂組成物
にて樹脂成形することによって導電性樹脂組成物として
製造されており、各可動子の４つの外面のうち、上部固
定子２１ａ及び下部固定子２１ｂに対向する面には、静
電アクチュエータ３の光軸Ａ方向と直交する方向に延び
る複数の凸部１２が形成されている。したがって、導電
性を有するＶＧＣＦが各可動子の全体、特にその外面に
設けられた複数の微細な凸部１２にも均一に分散して配
置されるので、導電性が高く、かつ安価で軽い可動子１
１ａ、１１ｂを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性可動子、と
りわけ外面に微細な凸部を有して樹脂組成物からなる導
電性可動子及びこの可動子を備えた静電アクチュエータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電アクチュエータとして、特開
平１０−２３９５７８号公報に開示されているものがあ
る。以下、この従来技術を簡単に説明する。

【０００３】同公報に記載の静電アクチュエータは光学
装置に適用されており、この光学装置は、光学系の一部
をなす２つの光学素子と、各々の互いに対向する面上に
光学系の光軸方向と直交する方向に延びる複数の固定子
電極を有する一対の固定子と、この固定子間に配置され
各光学素子がそれぞれ取り付けられた２つの可動子とを
有している。各可動子は中空の直方体形状を有する導電
性物質からなり、それぞれの４つの外面のうち、上部固
定子及び下部固定子に対向する面には、光学装置の光軸
方向と直交する方向に延びる複数の凸部が形成されてい
る。これら凸部は、固定子電極のピッチと同じピッチを
もって光学装置の光軸方向に沿って配列されている。各
可動子及び各固定子電極には、複数の導線がそれぞれ接
続されており、これらの導線を介してそれぞれの電位が
独立して調節可能となっている。このような構成によ
り、各可動子は、各固定子電極の電位切換えに対応して
光軸方向に移動可能となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、可動子が例えば鉄やチタニウム等の金属
から形成されていた。したがって、金属で製造された可
動子は高価で重量が重く、また、加工性の問題から外面
に形成される微細な凸部の加工に多大な時間を要し、大
量生産をする場合に問題があった。

【０００５】そこで本発明は、安価で軽く、しかも加工
性の良い導電性可動子及びこの可動子を備えた静電アク
チュエータを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性可動子
は、外面に所定方向へ延びる複数の凸部を有し、当該凸
部に対向して配置される複数の固定子電極の電位切換え
に対応して移動する導電性可動子であって、繊維径１〜
１０００ｎｍの第１の微細炭素繊維を含有する樹脂組成
物で形成されている。このような構成によれば、導電性
を有する第１の微細炭素繊維が可動子の全体、特にその
外面に設けられた複数の凸部にも均一に分散して配置さ
れ、それぞれの微細炭素繊維が多くの部分で互いに干渉
し合うので、導電性に優れ、かつ金属よりも安価で軽い
可動子を得ることができる。また、第１の微細炭素繊維
が繊維径１〜１０００ｎｍと微細であり、可動子の外面
に設けられる複数の凸部の大きさ及びこれら複数の凸部
の互いに隣り合う間隔を微細にできるので、可動子の一
回の移動量を細かく設定可能となり、可動子の動作の高
精度化が図れる。また、可動子を樹脂成形によって製造
することができるので、特に可動子の外面に形成される
微細な凸部を金属で製造する場合よりも容易に製造可能
となり、大量生産に好適な加工性の良い可動子を得るこ
とができる。また、可動子の外面に形成される凸部を切
削加工によっても製造できるので、樹脂成形で製造する
場合に生じる可動子の収縮を低減でき、可動子を樹脂成
形する場合よりも凸部を高精度に製造可能となる。この
ように、上記の大量生産に好適な樹脂成形と精度の高い
切削加工という異なる製造方法で可動子を製造すること
ができるので、可動子の特性に応じた製造方法を選択可
能となり、製造方法の自由度を向上できる。

【０００７】上記樹脂組成物を、上記第１の微細炭素繊
維よりも繊維径の大きな第２の微細炭素繊維をさらに含
有する構成とすれば、樹脂組成物が第１の微細炭素繊維
のみを含有する場合よりも、剛性を増強でき、かつ摺動
性を向上でき、さらに樹脂成形した場合の収縮を低減で
きる。

【０００８】上記第１の微細炭素繊維の含有率を、上記
第２の微細炭素繊維の含有率よりも多くする構成とすれ
ば、上記の効果に加えて、導電性及び放熱性を向上でき
る。

【０００９】上記第２の微細炭素繊維の含有率を、上記
第１の微細炭素繊維の含有率よりも多くする構成とすれ
ば、上記の効果に加えて、可動子の剛性、摺動性及び成
形時の収縮の低減をさらに向上できる。

【００１０】また、本発明の静電アクチュエータは、上
記の導電性可動子と、当該導電性可動子の上記凸部に対
向して配置される複数の固定子電極を有する固定子とを
備え、上記固定子電極の電位切換えに対応して上記導電
性可動子を移動するので、導電性を有する第１の微細炭
素繊維が可動子の全体、特にその外面に設けられた複数
の凸部にも均一に分散して配置され、それぞれの微細炭
素繊維が多くの部分で互いに干渉し合うので、導電性に
優れ、かつ金属よりも安価で軽い可動子を備えた静電ア
クチュエータを得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に示す実施例に基づき具体的に説明する。

【００１２】まず、図１により、本発明の静電アクチュ
エータを備えた光学装置について説明する。図１に示す
ように、光学装置１は、筐体２と、筐体２内に配置され
た静電アクチュエータ３と、撮像素子の一例としてＣＣ
Ｄ４とを備えている。本実施例において、静電アクチュ
エータ３は被写体象からの物体光のＣＣＤ４に対する結
像関係等を調整する対物光学系としての機能を有するも
のである。

【００１３】筐体２の最前部には、静電アクチュエータ
３が配置されている。また、静電アクチュエータ３の後
方には、ＣＣＤ４が配置されている。ＣＣＤ４により変
換された画像信号は、ケーブル８内を通る導線１８によ
り後述する外部装置５０に転送される。

【００１４】次に、静電アクチュエータ３について図２
乃至図５により詳述する。図２及び図４に示すように、
静電アクチュエータ３は中空の直方体形状を有する枠体
２０を有している。図２に示すように、枠体２０の互い
に対向する上側内面２０ａ及び下側内面２０ｂには、静
電アクチュエータ３の光軸Ａ方向に延びる上部固定子２
１ａ及び下部固定子２１ｂが固着されている。

【００１５】また、図２及び図４に示すように、上部固
定子２１ａと下部固定子２１ｂとの間には、中空の略直
方体形状の可動子１１ａ、１１ｂが配置されている。

【００１６】これら可動子１１ａ及び可動子１１ｂの中
空部には、対物光学系を構成する光学素子の一例として
凹レンズ１０ａ、凸レンズ１０ｂがそれぞれ装着されて
いる。なお、本実施形態においては、静電気力を発生さ
せる電極構成部（固定子）の配置部位は、枠体の上下面
に限定されるものではなく、左右面に配置してもよい。
また、各可動子に装着されているレンズ１０ａ、１０ｂ
の種類及び個数は、上記に限らず適宜変更可能であり、
１つの可動子に異なる種類のレンズを複数個装着しても
良い。

【００１７】次に、上部固定子２１ａ及び下部固定子２
１ｂについて詳述する。上部固定子２１ａ及び下部固定
子２１ｂは、図２に示すように、例えばガラスまたはセ
ラミックス等の絶縁体材料からなる基体２２ａ及び２２
ｂをそれぞれ有している。

【００１８】これら基体２２ａ及び基体２２ｂの互いに
対向する面、すなわち可動子１１ａ、１１ｂに対向する
面には、第１電極パターン３１及び第２電極パターン３
２と、第３電極パターン３３及び第４電極パターン３４
がそれぞれ設けられている。

【００１９】基体２２及び各電極パターン３１乃至３４
の上には連続的に絶縁層（図示せず）が形成され、各固
定子２１ａ、２１ｂの全表面は絶縁層に覆われている。
なお、固定子２１ａ、２１ｂ及び可動子１１ａ、１１ｂ
の少なくとも一方には、必ず絶縁層が形成されている
か、もしくは、固定子２１ａ、２１ｂと可動子１１ａ、
１１ｂとの間にストッパーを設け、両者の電極同士が直
接に接することが無いようにするものとし、絶縁層及び
ストッパーについての記述は省略する。

【００２０】図２及び図３に示すように、上部固定子２
１ａに設けられた第１電極パターン３１は、上部固定子
２１ａの表面上を光軸Ａ方向に直交する方向に延びる複
数の固定子電極３１ａと、これら複数の固定子電極３１
ａを電気的に接続する接続電極３１ｂとからなる。

【００２１】図３に示すように、固定子電極３１ａは、
所定のピッチＰをおいて光軸Ａ方向に等間隔で配列され
ている。また、接続電極３１ｂは光軸Ａ方向に延び、各
固定子電極３１ａの一端と接続されている。このように
構成された第１電極パターン３１は全体として櫛型の形
状を有している。

【００２２】また、第２電極パターン３２乃至第４電極
パターン３４も、第１電極パターン３１と略同一の態様
で配置された複数の固定子電極３２ａ、３３ａ、３４ａ
と接続電極３２ｂ、３３ｂ、３４ｂとからなり、第１電
極パターン３１と同様に櫛型の形状を有している。第２
電極パターン３２乃至第４パターン３４の各固定子電極
３２ａ乃至３４ａ間のピッチは、第１電極パターン３１
の固定子電極３１ａ間のピッチＰと同一となっている。

【００２３】第１電極パターン３１及び第２電極パター
ン３２は、光軸Ａ方向に１／２ピッチＰ分ずれた状態で
互いに相対し、互いの櫛の歯部分を組み合わせるよう
に、すなわち固定子電極３１ａ、３２ａが光軸Ａ方向に
交互に並ぶように配置されている。

【００２４】また、下部固定子２１ｂに設けられた第３
電極パターン３３及び第４電極パターン３４は、上部固
定子２１ａに設けられた第１電極パターン３１及び第２
電極パターン３２と同様の態様で配置されている。

【００２５】また、図３に示すように、第３電極パター
ン３３の固定子電極３３ａは、第１電極パターン３１の
固定子電極３１ａに対して軸方向に１／４ピッチＰ分ず
れて配置されている。したがって、第１電極パターン３
１乃至第４電極パターン３４の固定子電極３１ａ乃至３
４ａは、光軸Ａ方向に沿って３１ａ、３３ａ、３２ａ、
３４ａの順に各々１／４ピッチＰ分ずれて配置されてい
る。

【００２６】また、各接続電極３１ｂ乃至３４ｂの軸方
向端部にはそれぞれ導線４１、４２、４３及び４４が接
続されており、これら導線４１乃至４４を介して第１電
極パターン３１乃至第４電極パターン３４の電位をそれ
ぞれ独立して外部から調節することができるようになっ
ている。

【００２７】次に、可動子１１ａ、１１ｂについて説明
する。可動子１１ａは、第１の微細炭素繊維としての気
相成長炭素繊維（以下、「ＶＧＣＦ」という。）１４を
含有する樹脂組成物１３を樹脂成形することによって形
成されている。図２及び図４に示すように、可動子１１
ａの４つの外面のうち、上部固定子２１ａ及び下部固定
子２１ｂに対向する面には、光軸Ａ方向と直交する方向
に延びる複数の凸部１２が形成されている。凸部１２は
略直方体形状であり、固定子電極のピッチＰと同じピッ
チＰをもって静電アクチュエータ３の光軸Ａ方向に沿っ
て配列されている。図５に示すように、樹脂組成物１３
中のＶＧＣＦ１４が、可動子１１ａに設けられた微細な
凸部１２（本例では高さ×幅が３０μｍ×３０μｍ）に
も均一に分散して配置され、それぞれのＶＧＣＦ１４が
多くの部分で互いに干渉し合う。なお、可動子１１ｂも
可動子１１ａと同一の構成を有している。ここで、凸部
１２の形状及び大きさは上記に限るものではない。

【００２８】図２に示すように、可動子１１ａ及び可動
子１１ｂには、導線１９ａ及び導線１９ｂがそれぞれ接
続されており、この導線１９ａ、１９ｂを介して各可動
子１１ａ、１１ｂの電位を独立して調節可能となってい
る。導線４１乃至４４及び導線１９ａ、１９ｂは、ケー
ブル８を経て、外部装置５０に設けられた電源ドライバ
５１に接続されている。

【００２９】なお、本実施例においては、導線１９ａ、
１９ｂを可動子１１ａ、１１ｂに直接に接続したが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、枠体２０の左右
内面に不図示の細い金属ブラシを設け、この金属ブラシ
により可動子との電気的な接続を確保することも好まし
い。すなわち、導線を物理的に接続するか、もしくは細
い導電性のブラシにより可動子の電気的接続を満足する
ことができる。

【００３０】また、上述した上部固定子２１ａ及び下部
固定子２１ｂは基体２２ａ、２２ｂに所定の形状の金属
薄膜を接着することにより形成しても良いし、スパッタ
リングや蒸着等の手段を用いて基体２２ａ、 ２２ｂ上
に導電膜を積層し、エッチングプロセス等を用いてパタ
ーニングすることによって形成しても良い。また、上述
した絶縁層は電気抵抗の高い物質からなる薄いシートを
導電膜上に接着することによって形成しても良いし、ス
パッタリング法又はＣＶＤ法を用いて酸化シリコン膜を
積層することによって形成しても良い。また導線１９
ａ、１９ｂ及び導線４１乃至４４は、導電性の接着剤を
用いて接着するか又はワイヤボンディング等の手段を用
いて接合すればよい。

【００３１】ここで、本実施例では、ＶＧＣＦ１４は繊
維径が略２００ｎｍ、繊維長が略１０μｍとなってお
り、例えば鉄やニッケル等の微粒子からなる触媒として
の金属化合物とベンゼン等の炭化水素ガスと水素等のキ
ャリアガスとの混合ガスとを高温で反応させる方法等の
公知技術で製造されている。このＶＧＣＦ１４とＰＰＳ
（ポリフェニレンスルフィド）等の熱可塑性樹脂１５と
を溶融混練して樹脂組成物１３を製造しており、この樹
脂組成物１３中のＶＧＣＦ１４の含有率を３０重量％と
している。樹脂組成物１３は遅い射出速度で射出成形す
ることにより、可動子１１ａ、１１ｂの上記の形状に成
形される。

【００３２】なお、本実施例において、ＶＧＣＦ１４の
繊維長及び繊維径は、上記に限らず適宜変更可能であ
り、例えば繊維径を１〜１０００ｎｍ、繊維長を１０ｎ
ｍ〜２０μｍとしても良い。ここで、各値を小さくしす
ぎるとするとＶＧＣＦ１４が樹脂組成物１３中で凝集
し、均一に分散して配置させることが困難となる。ま
た、樹脂組成物１３中のＶＧＣＦ１４の含有率は３０重
量％に限定されるものではないが、ＶＧＣＦ１４の含有
率を多くし過ぎると樹脂組成物１３の粘度が増加するの
で、樹脂組成物１３を射出成形する際に樹脂組成物１３
が型に完全に充填されない可能性が生じる。

【００３３】また、本実施例では、第１の微細炭素繊維
としてＶＧＣＦ１４を用いたが、微細な炭素繊維はこれ
に限るものではなく、例えばカーボンナノチューブまた
はカーボンナノファイバーとしても良い。また、熱可塑
性樹脂１５はＰＰＳに限らず、適宜変更可能であり、例
えばＰＡ（ポリアミド）でも良い。また、ＶＧＣＦ１４
と熱可塑性樹脂１５の混合方法も溶融混練に限るもので
はなく、例えば二軸混練でも良い。

【００３４】また、本実施例において、樹脂組成物１３
は射出成形によって可動子１１ａ、１１ｂの形状に樹脂
成形されているが、樹脂組成物１３の樹脂成形方法はこ
れに限らず、適宜変更可能である。また、樹脂組成物１
３は遅い射出速度で射出成形されるが、射出速度を速く
しても良い。ただし、射出速度を速くし過ぎると、樹脂
組成物１３中のＶＧＣＦ１４が配向してしまうので、各
ＶＧＣＦ１４が互いに干渉し合う箇所が減少し、可動子
１１ａ、１１ｂの導電性が低下する可能性が生じる。

【００３５】また、本実施例において、樹脂組成物１３
を射出成形等の樹脂成形によって可動子１１ａ、１１ｂ
の形状に加工したが、可動子１１ａ、１１ｂの加工方法
はこれに限らず適宜変更可能である。例えば、まず樹脂
組成物１３を樹脂成形によって可動子の外面に凹凸形状
（凸部１２）を設けない形状に成形しておき、続いて外
面の凸部１２に該当しない箇所を例えばレーザー加工や
ダイシング加工等によって切削することにより、可動子
１１ａ、１１ｂの外面形状を成形しても良い。

【００３６】次に、上記構成からなる本実施例の作用に
ついて説明する。なお、図６及び図７において、黒色に
塗り潰されている部位は正の電位Ｖを有することを意味
し、ハッチングが付されている部位は負の電位−Ｖを有
することを意味し、白抜きの部位は電位が０であること
を意味する。

【００３７】まず、可動子１１ａ及び可動子１１ｂを連
動して動かす場合について、図６により説明する。ま
ず、導線１９ａ、１９ｂを介して電源ドライバ５１によ
り可動子１１ａ及び可動子１１ｂを負の所定電位−Ｖに
帯電させる。なお各可動子１１ａ、１１ｂを連動して動
かす場合には、各可動子１１ａ、１１ｂを接地してその
電位を０としてもよい。なお、これ以降、可動子１１ａ
及び可動子１１ｂは同様の態様で動くため、可動子１１
ａの作用についてのみ説明する。可動子１１ｂの作用は
図６に示される。なお、以下の説明のように、固定子電
極３１ａ乃至３４ａの電位を＋Ｖまたは−Ｖに切換える
場合には、可動子の電位を−Ｖとすることが必要であ
り、固定子電極の電位を＋Ｖまたは０に切換える場合は
可動子の電位を０とする必要がある。

【００３８】次いで、制御装置５２により生成される所
定の電圧印加信号に基づき、電源ドライバ５１によって
導線４１乃至４４を介して第１パターン３１乃至第４電
極パターン３４にパルス電圧が印加され、第１電極パタ
ーン３１、第３電極パターン３３、第２電極パターン３
２及び第４電極パターン３４に順次パルス電圧が印加さ
れ、各電極パターンが順次正の所定電位Ｖに切換えられ
る。このようにした場合の可動子の作用を以下に説明す
る。

【００３９】まず、上部固定子２１ａの電極パターン３
１が正の所定電位Ｖとなっている場合、可動子１１ａの
各凸部１２は、図６（ａ）に示すように、電極パターン
３１の固定子電極３１ａに吸着されている状態にある。

【００４０】次に、上部固定子２１ａの第１電極パター
ン３１の電位を可動子と同極、すなわち−Ｖに切換える
とともに、下部固定子２１ｂの第３電極パターン３３を
正の所定電位Ｖに切換える。ここで、静電気力は距離の
２乗に反比例する力である。このため、第３電極パター
ン３３の各固定子電極３３ａには、最も近くに存在し、
かつ最も電位差のある物体、すなわち（可動子１１ａ
の）凸部１２が引き寄せられる。これにより、可動子１
１ａは、図６（ｂ）に示すように、図中右側下方に変位
する。

【００４１】次に、下部固定子２１ｂの第３電極パター
ン３３の電位を−Ｖに切換えるとともに、上部固定子２
１ａの第２電極パターン３２を正の所定電位Ｖに切換え
る。これにより、上述した動作原理と同一の原理によ
り、可動子１１ａは、図６（ｃ）に示すように、右側上
方に変位する。

【００４２】以上のようにして、第１電極パターン３
１、第３電極パターン３３、第２電極パターン３２及び
第４電極パターン３４の順に順次電位を負の所定電位−
Ｖから正の所定電位Ｖに切換えることにより、固定子１
１ａは一対の可動子２１ａ、２１ｂの間を上下動しなが
ら光軸Ａ方向（図６右方向）に移動していく。

【００４３】なお、上述したように、可動子１１ｂも、
可動子１１ａと同様に、一対の可動子２１ａ、２１ｂの
間を上下動しながら光軸Ａ方向（図６右方向）に移動し
てゆく。

【００４４】なお、各可動子１１ａ、１１ｂと逆極性の
電圧を各電極パターン３１乃至３４へ印加する順序を逆
にすれば、固定子１１ａ、１１ｂを逆方向（図６左方
向）へ移動させることができる。

【００４５】次に、可動子１１ａ及び可動子１１ｂのい
ずれか一方のみを単独で動かし、他方を固定したままと
する場合の一例として、可動子１１ａを動かし、可動子
１１ｂを固定したままとする方法について、図７により
説明する。

【００４６】まず、導線１９ａ、１９ｂを介して電源ド
ライバ５１により可動子１１ａ及び可動子１１ｂを負の
所定電位−Ｖに帯電させる。そして、可動子１１ａの電
位は負の所定電位−Ｖのまま維持する。

【００４７】上述したように、第１電極パターン３１、
第３電極パターン３３、第２電極パターン３２及び第４
電極パターン３４の順に順次電位を負の所定電位−Ｖか
ら正の所定電位Ｖに切換えることにより、可動子１１ａ
は一対の固定子２１ａ、２１ｂの間を上下動しながら光
軸Ａ方向（図７右方向）に移動してゆく。

【００４８】一方、可動子１１ｂの電位は、各電極パタ
ーン３１乃至３４の電位変動に対応して切換えられる。
すなわち、可動子１１ｂには導線１９ｂを介して正また
は負の電圧が印加される。以下、このようにした場合の
可動子１１ｂの作用を詳述する。

【００４９】まず、図７（ａ）に示すように、第１電極
パターン３１を正の所定電位Ｖとし、かつ可動子１１ｂ
を負の所定電位−Ｖとした場合、可動子１１ｂ（の凸部
１２）は、第１電極パターン３１の固定子電極３１ａに
吸着された状態にある。

【００５０】次に、図７（ｂ）に示すように、第３電極
パターン３３が正の所定電位Ｖに切換えられた場合、こ
の切換えと連動して可動子１１ｂの電位を正の所定電位
Ｖに切換える。すると、可動子１１ｂと第１電極パター
ン３１の固定子電極３１ａとの間には、依然電位差のあ
る状態が維持されるため、可動子１１ｂの凸部１２は、
引き続き固定子電極３１ａに吸着された状態を維持す
る。

【００５１】次に、図７（ｃ）に示すように、第２電極
パターン３２が正の所定電位Ｖに切換えられた場合も、
可動子１１ｂの各凸部１２は、正対する固定子電極３１
ａとの間の電位差に起因して生じる静電気力により、引
き続き固定子電極３１ａに吸着された状態を維持する。

【００５２】次に、図７（ｄ）に示すように、第４電極
パターン３４が正の所定電位Ｖに切換えられた場合、可
動子１１ｂ正対する固定子電極３１ａとの間の電位差に
起因して生じる静電気力により、引き続き固定子電極３
１ａに吸着された状態を維持する。

【００５３】以上説明したように、各電極パターン３１
乃至３４の電位を所定順序で切換えることと、可動子１
１ａ、１１ｂの電位を適宜切換えることにより、可動子
１１ａ、１１ｂを互いに連動して、または一方のみを移
動させることができる。したがって、対物光学系を構成
する凹レンズ１０ａ及び凸レンズ１０ｂをそれぞれ備え
る静電アクチュエータ３の可動子１１ａ、１１ｂの絶対
的位置（固定子２１ａ、２１ｂに対する位置を意味す
る）及び相対的位置関係を調節することが可能となるた
め、ピント調節機能及びズーム機能（ＣＣＤ４により取
得される画像の拡大及び縮小機能を意味する）を有する
静電アクチュエータ３を得ることが可能である。この場
合、レンズを駆動する駆動源は静電気力であるため、サ
イズが小さい場合でも十分な駆動力をもってレンズを駆
動することが可能である。したがって、本実施例によれ
ば、高性能かつコンパクトな静電アクチュエータ３、ひ
いては高性能かつコンパクトな光学装置１を得ることが
できる。

【００５４】また、可動子１１ａ、１１ｂがＶＧＣＦ１
４を含有する樹脂組成物１３から形成され、導電性を有
するＶＧＣＦ１４が各可動子の全体、特にその外面に設
けられた複数の微細な凸部１２にも均一に分散して配置
され、それぞれのＶＧＣＦ１４が多くの部分で互いに干
渉し合うので、小型であっても導電性が高く、かつ安価
で軽い可動子１１ａ、１１ｂを得ることができる。

【００５５】また、ＶＧＣＦ１４の繊維径が略２００ｎ
ｍと微細であり、可動子１１ａ、１１ｂの外面に設けら
れる複数の凸部１２の大きさ及びこれら複数の凸部１２
の互いに隣り合う間隔（ピッチＰ）を微細に形成できる
ので、各可動子の一回の移動量を細かく設定可能とな
り、各可動子の動作の高精度化が図れる。

【００５６】また、可動子１１ａ、１１ｂを樹脂成形に
よって製造することができるので、特に各可動子の外面
に形成される微細な凸部１２を金属で製造する場合より
も容易に製造可能となり、大量生産に好適な加工性の良
い可動子１１ａ、１１ｂを得ることができる。

【００５７】また、可動子１１ａ、１１ｂの凸部１２を
レーザー加工やダイシング加工等の切削加工によっても
形成できるので、樹脂成形で製造する場合に生じる各可
動子、特に凸部１２の収縮を低減でき、各可動子を樹脂
成形する場合よりも凸部１２を高精度に製造可能とな
る。

【００５８】上記のように、本実施例では、大量生産に
好適な樹脂成形と精度の高い切削加工という異なる製造
方法で可動子１１ａ、１１ｂを製造することができるの
で、各可動子に要求される特性に応じた製造方法を選択
可能となり、製造方法の自由度を向上できる。

【００５９】なお、本実施例において、可動子１１ａ、
１１ｂが第１の微細炭素繊維としてのＶＧＣＦ１４を含
有する樹脂組成物１３から形成されたが、この樹脂組成
物１３がＶＧＣＦ１４に加えて、図８に示すように、Ｖ
ＧＣＦ１４よりも繊維径が大きな第２の微細炭素繊維と
してのカーボンファイバー１６をさらに含有した構成と
しても良い。この場合、カーボンファイバー１６は繊維
径が略１０μｍ、繊維長が１００μｍとなっており、例
えば有機物高分子繊維を炭素化する等の公知技術で製造
されている。また、ＶＧＣＦ１４及びカーボンファイバ
ー１６とＰＰＳ等の熱可塑性樹脂１５とを溶融混練して
樹脂組成物１３を製造しており、樹脂組成物１３は上述
した樹脂成形や切削加工により、可動子１１ａ、１１ｂ
の上記形状に成形される。樹脂組成物１３中のカーボン
ファイバー１６が、可動子１１ａに設けられた微細な凸
部１２にも配置されており、また、ＶＧＣＦ１４はカー
ボンファイバー１６が配置されない箇所にも均一に配置
されており、それぞれのＶＧＣＦ１４及びカーボンファ
イバー１６が多くの部分で互いに干渉し合う。

【００６０】なお、熱可塑性樹脂１５はＰＰＳに限らず
適宜変更可能であり、例えばＰＡ（ポリアミド）でも良
い。また、ＶＧＣＦ１４及びカーボンファイバー１６と
熱可塑性樹脂１５の混合方法も溶融混練に限るものでは
ない。

【００６１】樹脂組成物１３中のＶＧＣＦ１４及びカー
ボンファイバー１６の含有率をそれぞれ５〜２５重量
％、これらの合計含有率を３０重量％以下としている。
なお、樹脂組成物１３中のＶＧＣＦ１４の含有率をカー
ボンファイバー１６の含有率よりも多くすると、カーボ
ンファイバー１６よりも微細なＶＧＣＦ１４が可動子１
１ａ、１１ｂの全体に配置されるので、各可動子の導電
性及び放熱性を向上できる。これに対し、カーボンファ
イバー１６の含有率をＶＧＣＦ１４の含有率よりも多く
すると、ＶＧＣＦ１４よりも大きなカーボンファイバー
１６が各可動子の全体に配置されるので、各可動子の剛
性、複数の凸部１２における摺動性及び樹脂成形時の収
縮の低減を向上できる。

【００６２】なお、カーボンファイバー１６の繊維径及
び繊維長は、上記に限らず適宜変更可能であり、各値が
ＶＧＣＦ１４の値よりも大きければ良く、特に繊維径を
１０００ｎｍよりも大きくしたほうが好ましい。また、
樹脂組成物１３中のＶＧＣＦ１４及びカーボンファイバ
ー１６の含有率も上記の値に限定されるものではない
が、ＶＧＣＦ１４及びカーボンファイバー１６の含有率
を多くしすぎると樹脂組成物１３の粘度が増加するの
で、樹脂組成物１３を射出成形する際に樹脂組成物１３
が型に完全に充填されない可能性が生じる。

【００６３】また、第２の微細炭素繊維としてカーボン
ファイバーを用いたが、第２の微細炭素繊維はこれに限
るものではなく、第１の微細炭素繊維よりも繊維径が大
きければ良い。例えば、第１の微細炭素繊維をＶＧＣＦ
よりも繊維径の小さなカーボンナノチューブとした場合
には、第２の微細炭素繊維としてＶＧＣＦを用いても良
い。

【００６４】このように構成すれば、可動子１１ａ、１
１ｂを形成する樹脂組成物１３が、ＶＧＣＦ１４に加え
てＶＧＣＦ１４よりも繊維径が大きなカーボンファイバ
ー１６をさらに含有しているので、各可動子がＶＧＣＦ
１４のみで形成される場合よりも、可動子の剛性を増強
でき、かつ複数の凸部における摺動性を向上でき、さら
に可動子を樹脂成形した際に生じる可動子の収縮を低減
できる。

【００６５】なお、本実施例において、可動子の数は２
個に限定されるものではない。例えば、可動子の数を減
らして１つとしても良い。また、可動子の数を増やして
も良く、上記と同様にして各可動子を単独に、または連
動させて移動させることができる。

【００６６】また、対物光学系を構成する光学素子は可
動子に取り付けられたものに限定されるものではなく、
動かない光学素子、例えば枠体２０に固着された光学素
子を対物光学系に含ませてもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明の導電性可動子によれば、外面に
所定方向へ延びる複数の凸部を有し、当該凸部に対向し
て配置される複数の固定子電極の電位切換えに対応して
移動する導電性可動子であって、繊維径１〜１０００ｎ
ｍの第１の微細炭素繊維を含有する樹脂組成物で形成さ
れているので、導電性を有する第１の微細炭素繊維が可
動子の全体、特にその外面に設けられた複数の凸部にも
均一に分散して配置され、それぞれの炭素繊維が多くの
部分で互いに干渉し合い、導電性に優れ、かつ金属より
も安価で軽い可動子を得ることができる。また、第１の
微細炭素繊維が繊維径１〜１０００ｎｍと微細であり、
可動子の外面に設けられる複数の凸部の大きさ及びこれ
ら複数の凸部の互いに隣り合う間隔を微細にできるの
で、可動子の一回の移動量を細かく設定可能となり、可
動子の動作の高精度化が図れる。また、可動子を樹脂成
形によって製造することができるので、金属で製造する
場合よりも特に可動子の外面に形成される微細な凸部を
容易に製造可能となり、大量生産に好適な加工性の良い
可動子を得ることができる。また、可動子の外面に形成
される凸部を切削加工によっても製造できるので、樹脂
成形で製造する場合に生じる可動子の収縮を低減でき、
可動子を樹脂成形する場合よりも凸部を高精度に製造可
能となる。このように、上記の大量生産に好適な樹脂成
形と精度の高い切削加工という異なる製造方法で可動子
を製造することができるので、可動子の特性に応じた製
造方法を選択可能となり、製造方法の自由度を向上でき
る。

【００６８】また、本発明の導電性可動子からなる静電
アクチュエータによれば、導電性を有する第１の微細炭
素繊維が可動子の全体、特にその外面に設けられた複数
の凸部にも均一に分散して配置され、それぞれの微細炭
素繊維が多くの部分で互いに干渉し合うので、導電性に
優れ、かつ金属よりも安価で軽い可動子を備えた静電ア
クチュエータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した光学装置の断面図。

【図２】図１の要部の拡大図。

【図３】図２のＺ１方向及びＺ２方向から見た平面図。

【図４】図２のＶ−Ｖ線断面図。

【図５】図２に示す可動子の内部構造を示す模式図。

【図６】図２に示す２つの可動子を連動して動かす場合
の固定子電極へのパルス電圧の印加パターンと可動子の
動きとの関係を示す図。

【図７】図２に示す２つの可動子を独立して動かす場合
の固定子電極及び可動子へのパルス電圧の印加パターン
と可動子の動きとの関係を示す図。

【図８】他の実施例を図５に対応して示した模式図。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ 可動子 １２ 凸部 １３ 樹脂組成物 １４ ＶＧＣＦ（第１の微
細炭素繊維） １６ カーボンファイバー
（第２の微細炭素繊維） ２２ａ、２２ｂ 固定子 ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ 固定子電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 彰浩 千葉県習志野市茜浜一丁目１番１号 セイ コープレシジョン株式会社内 (72)発明者 小林 光一 千葉県習志野市茜浜一丁目１番１号 セイ コープレシジョン株式会社内 (72)発明者 ▲柳▼澤 茂 千葉県習志野市茜浜一丁目１番１号 セイ コープレシジョン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H044 DA01 DA02 DB00 DC01 DD01 DE01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に所定方向へ延びる複数の凸部を有
   し、当該凸部に対向して配置される複数の固定子電極の
   電位切換えに対応して移動する導電性可動子であって、
   繊維径１〜１０００ｎｍの第１の微細炭素繊維を含有す
   る樹脂組成物で形成されていることを特徴とする導電性
   可動子。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記樹脂組成物は、
   上記第１の微細炭素繊維よりも繊維径の大きな第２の微
   細炭素繊維をさらに含有することを特徴とする導電性可
   動子。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記第１の微細炭素
   繊維の含有率は、上記第２の微細炭素繊維の含有率より
   も多いことを特徴とする導電性可動子。
4. 【請求項４】 請求項２において、上記第２の微細炭素
   繊維の含有率は、上記第１の微細炭素繊維の含有率より
   も多いことを特徴とする導電性可動子。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の導電
   性可動子と、当該導電性可動子の上記凸部に対向して配
   置される複数の固定子電極を有する固定子とを備え、上
   記固定子電極の電位切換えに対応して上記導電性可動子
   を移動することを特徴とする静電アクチュエータ。