JP2006340463A - インパクト駆動アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定部材1にその一端が固定され他端が伸縮する変位発生手段2の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材4と、該振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体3と、上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整部材6とを備え、上記摩擦調整部材6は、上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極10と、上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極20と、を有し、上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させる。
【選択図】図1
Description
次に、変位発生手段2に急峻に減少する電圧Bを印加すると、変位発生手段2の変位が戻ると同時に振動部材4も急峻に戻るが、移動体3と振動部材4の間にはすべりが生じるため、移動体3はその位置にとどまる(図12(A)における状態(c))。
このような波形を変位発生手段2に印加することによって、移動体3は点Oから点Pに移動したことになる。
固定部材と、
上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
を具備し、
上記摩擦調整手段は、
上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
を有し、
上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とする。
まず、図1(A)及び(B)を参照して、本発明の第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を説明する。なおここで、図1(A)は、本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの側面図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A線断面図である。
即ち、インパクト駆動アクチュエータにおいては、すべりが生じたときの移動体3と振動部材4には動摩擦が生じて、この摩擦による磨耗が懸念される。
これを減じるため、本第1変形例では、第2の電極20で印加する電圧を負電圧の一定電位とし、第1の電極10へ印加する電圧を、正負に変化する電圧とするものである。従って、電位差が有るときには上記第1実施形態と同様に静電吸着力が働き、電位差を無くしたときは、同極の電圧印加により静電反発力が働くことによって、移動体3と振動部材4との間の摩擦力が軽減される。
本変形例に係るインパクト駆動アクチュエータの機構は、上記第1実施形態と同様であるが、電位差発生手段40からの出力を、駆動回路50から出力される信号を用いて作成している。例えば、電位差発生手段40内に位相シフタ(図示せず)を配置し、駆動回路50からの駆動信号の位相を、図5に示す電位差発生手段40からの出力信号のように位相を変えて、第1の電極10へ印加することによって、本変形例に係るアクチュエータは安定した動作が可能になる。従って、あえて電位差発生手段40にパルス回路を作成する必要が無く、回路の小型化も図ることができる。
図7(A)は、本発明の第2実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を示す斜視図である。本実施形態では、振動部材4上に、第2の電極20に加えて第3の電極21を配置した構成になっている。
図7(B)に示すように、第3の電極21に正電荷を印加すると、静電誘導により第1の電極10の第3の電極21に対向する表面(第1の電極10の左側)に負の電荷が生じる。更に、第1の電極10の左側に負の電荷が生じるために、第1の電極10の右側には正の電荷が誘導する。図7(B)及び(C)では、第1の電極10の右側の対向面には第2の電極20が設置されており、この電極20には負の電荷が印加されているため、第1の電極10の右側には正の電荷が誘導し易い。従って、これらの対向面には静電吸着力が発生し、移動体3と振動部材4の間には摩擦が生じることになる。
本発明の第3実施形態について、図8、図9(A)及び図9(B)を参照して説明する。
本第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータは、図8に示すように、振動部材4上に2つの移動体3a,3bが配置されている。そして、一方の移動体3aには第1の電極10aが配置され、他方の移動体3bにも第1の電極10bが設置されている。
図10(A)及び(B)は、本発明の第4実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を示す図である。
主な構成については上記第1実施形態と同様であり、図1(A)及び(B)との相違点は移動体3に導電体を用いているため、移動体3が第1の電極を兼ねることになる。
本発明の第1乃至第4実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータは、他にいくつかの部材と組合わせて、特定の用途のモジュール、例えば、撮像モジュールとして機能させることができる。そのような特定用途のモジュールの例を、本発明の第5実施形態として説明する。
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
を具備し、
上記摩擦調整手段は、
上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
を有し、
上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とするインパクト駆動アクチュエータ。
この(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、固定部材1が上記固定部材に、変位発生手段2が上記変位発生手段に、振動部材4が上記振動部材に、移動体3が上記移動体に、駆動回路50が上記駆動回路に、摩擦調整部材6が上記摩擦調整手段に、移動体3の第1の電極10が上記第1の電極に、振動部材4の第2の電極20が上記第2の電極に、それぞれ対応する。
この(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、摩擦調整手段が移動体と振動部材間の2つの電極で構成され、アクチュエータ内部のスペースに納まり小型化が容易になる。
この(2)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。
この(2)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極間に電位差を与えて静電気力で摩擦力を発生させることが可能になる。
この(3)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、電位差発生手段40が上記電位差発生手段に対応する。
この(3)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電位差を変位発生手段の所定の周期で変化する電圧波形にすることによって駆動回路の構成が簡単になる。
この(4)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。
この(4)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電位差を発生させるための電位波形を、駆動回路の信号から作ることによって、電位差発生手段の構成が簡単になる。
この(5)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。
この(5)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極へ印加する電位波形を駆動信号と完全に同期させないことにより、より安定した駆動となる。
この(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。
この(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、すべりを発生させるときに電極間に静電反発力を発生させれば、移動時に生じる電極間の磨耗が軽減できる。
この(7)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、振動部材4の第3の電極21が上記第3の電極に対応する。
この(7)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、第3の電極を設けることにより、第1の電極すなわち移動体への配線が無くなり、移動体が配線の拘束を受けずに安定する。
この(8)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(8)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体に配線することなく、第2と第3の電極間に電位差を与えて静電気力による摩擦力を発生させることができる。
この(9)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、電位差発生手段40が上記電位差発生手段に対応する。
この(9)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、更に電位差を変位発生手段の所定の周期で変化する電圧波形にすることによって駆動回路の構成が簡単になる。
この(10)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(10)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、更に電位差を発生させるための電位波形を、駆動回路の信号から作ることによって、電位差発生手段の構成が簡単になる。
この(11)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。
この(11)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極へ印加する電位波形を駆動信号と完全に同期させないことにより、より安定した駆動となる。
この(12)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、移動体3a,3bが上記複数の移動体に対応する。
この(12)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、アクチュエータを省スペース化したまま、複数の移動体をそれぞれ独立に移動させることができる。
この(13)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第4実施形態が対応する。
この(13)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体を導電体にすることにより、該移動体自身を第1の電極として機能させることができる。そのため、特に別途電極を設ける必要が無くなり、更に小型化が容易になる。
この(14)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第5実施形態が対応する。その実施形態において、第2及び/又は第3レンズ群62,63が上記光学素子に対応する。
この(14)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体に光学素子を設置することにより、独立にレンズ群を動かすことができる。
この(15)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第5実施形態が対応する。その実施形態において、第1及び第4レンズ群61,64が上記固定部材の光学素子に対応する。
この(15)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、固定部材に更に光学素子を配置することにより、小型撮像ユニットを構成することができる。
この(16)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。
この(16)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、変位発生手段の共振周波数で動作させることにより、低消費電力駆動が可能になる。
この(17)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。
この(17)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、振動部材の共振周波数で変位発生手段を駆動することにより、低消費電力駆動が可能になる。
この(18)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。
この(18)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、変位発生手段と振動部材とで構成される系で変位発生手段を駆動させることにより、低消費電力駆動が可能になる。
Claims (18)
- 固定部材と、
上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
を具備し、
上記摩擦調整手段は、
上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
を有し、
上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とするインパクト駆動アクチュエータ。 - 上記第1の電極と上記第2の電極との間に電位差を与えることによって、上記第1の電極と上記第2の電極との間に上記静電気力を発生させることを特徴とする請求項1に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記第1の電極または上記第2電極の何れか一方の電極に、所定の周期で変化する電圧を与え、他方の電極には固定電圧を与える電位差発生手段を更に具備することを特徴とする請求項2に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記電位差発生手段は、上記駆動回路からの上記駆動信号に所定の位相を与えることで、上記電圧を生成することを特徴とする請求項3に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記電位差発生手段から出力される上記電圧と上記駆動信号との間の位相差は0°または180°では無いことを特徴とする請求項4に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記振動部材と上記移動体との間にすべりを生じさせる場合には、上記第1の電極と上記第2の電極に同極性の電圧を印加し静電反発力を生じさせることを特徴とする請求項1に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記振動部材の上記移動体と対向する面には更に第3の電極が設置されていることを特徴とする請求項1に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記第2の電極と上記第3の電極との間に電位差を与えることによって、上記第1の電極と上記第2の電極との間に上記静電気力を発生させることを特徴とする請求項7に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記第2の電極または上記第3電極の何れか一方の電極に、所定の周期で変化する電圧を与え、他方の電極には固定電圧を与える電位差発生手段を更に具備することを特徴とする請求項8に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記電位差発生手段は、上記駆動回路からの上記駆動信号に所定の位相を与えることで、上記電圧を生成することを特徴とする請求項9に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記電位差発生手段から出力される上記電圧と上記駆動信号との間の位相差は0°または180°では無いことを特徴とする請求項10に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記第1の電極が配置された移動体が複数存在し、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を独立に変化させることを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記移動体は、導電体であることを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記移動体は、光学素子を含むことを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記固定部材には更に光学素子が固定され、その光軸は上記移動体に設置された光学素子と一致していることを特徴とする請求項14に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記インパクト駆動アクチュエータは、上記変位発生手段の共振周波数で動作することを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記変位発生手段は、上記振動部材の共振周波数で動作することを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
- 上記変位発生手段は、上記変位発生手段と上記振動部材とで構成される系の共振周波数で動作することを特徴とする請求項1または6に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
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