JP4064656B2 - Electrostatic actuator and driving method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可動子を静電気力で駆動する静電アクチュエータ及びその駆動方法に係り、特に、個別に駆動可能な可動子を有する静電アクチュエータ及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
静電アクチュエータは、小型、軽量であることから内視鏡、携帯電話などの移動電話、或いは各種PDAなどの機器に搭載されるレンズ系の焦点合わせに使用することが可能であり、最近注目されている。
【0003】
図1は、従来の静電アクチュエータを示す斜視図であり、静電アクチュエータ100は、可動子101と固定子102とからなる。可動子101は、中空部を有する略直方体に形成され、固定子102は、その貫通孔が長手方向に延出された略直方体に形成されている。固定子102の貫通孔には、可動子101がスライド可能に挿入され、固定子102内をその長手方向に可動子101が移動可能に配置されている。尚、固定子102と可動子101との間には、数ミクロン程度の間隙が設けられている。
【0004】
また、可動子101は、凸状ストライプ電極103A−103Bがエッチングなどにより形成され、固定子102の内面に対向されている一対の電極面を有している。可動子101の中空部には、貫通孔方向に沿って光軸を有する複数のレンズ104が配置固定され、この可動子101が移動されることによってそのレンズの焦点が被写体に合わせられる。
【0005】
尚、可動子101には、駆動信号を印加するための配線105が接続されている。
【0006】
また、固定子102は、電極103A−103Bと対向する面にガラス板106A,106Bが装着され、このガラス板106A,106Bの表面には、導電材をパターニングして第1グループGA及び第2グループGBの電極107A並びに第3グループGC及び第4グループGDの電極107Bが形成される。第1グループGA及び第2グループGBの電極107Aは、同一ピッチで交互に配置され、同様に第3グループGC及び第4グループGD107Bも同一ピッチで交互に配置されている。また、電極107Aと電極107Bとは、互いに半ピッチずれる関係に配置されている。
【0007】
このような構造を有する静電アクチュエータの動作を図2を参照して説明する。
【0008】
(1)まず、電極107Aの第1のグループGAに+V[V]の電圧が印加される。従って、第1のグループGAの電極107Aと電極103Aとの間に静電気力、即ち、吸引力が発生される。この静電気力によって可動子101は、固定子102のガラス板106A側への移動が開始され、一定時間経過後には、電極103Aが第1のグループGAの電極107Aに吸着される。
【0009】
(2)次に、電極107Bのうち第3のグループGCの電極107Bに+V[V]の電圧が印加される。従って、第3のグループGCの電極107Bと電極103Bとの間に静電気力が発生される。この静電気力によって可動子101は、固定子102のガラス板106B側への移動が開始され、一定時間経過後には電極103Bは第3のグループGCの電極107Bに吸着される。この可動子101は、(1)で説明された位置に比べ図2の右方向に電極107Aもしくは107Bの配列ピッチの半分だけ移動される。
【0010】
(3)更に、電極107Aの第2のグループGBに+V[V]の電圧が印加される。従って、第2のグループGBの電極107Aと電極103Aとの間に静電気力が発生される。この静電気力により可動子101は、再度ガラス板106A側への移動が開始され、一定時間後には電極103Aが第2のグループGBの電極107Aに吸着される。この可動子101は、で説明された位置に比べ図2の右方向に電極106Aもしくは106Bの配列ピッチだけ移動される。
【0011】
(4)更にまた、電極107Bの第4のグループGDの電極107Aに+V[V]の電圧が印加される。第4のグループGDの電極107Aと電極103Bとの間に静電気力が発生される。従って、この静電気力により可動子101は、再度ガラス板106B側への移動が開始され、一定時間後には電極103Bは第4のグループGDの電極107Bに吸着される。この可動子101は、(1)で説明された位置に比べ図2の右方向に電極107Aもしくは107Bの配列ピッチの1.5倍だけ移動される。
【0012】
上記(1)〜(4)の工程を繰り返すことによって可動子101は、図2の右方向に1/2配列ピッチ単位で移動させることができる。
【0013】
また、(4)、(3)、(2)、(1)の工程の順番で各電極に電圧が印加されると、可動子101を図2の左方向に1/2配列ピッチ単位で移動させることができる。
【0014】
このような(1)〜(4)の工程によって可動子101を移動させ、この可動子101に装着されたレンズ104を移動して被写体に焦点を合わせることができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の静電アクチュエータでは、可動子を所望位置に移動させて被写体に焦点を合わせて画像を撮影することはできるが、撮像される画像を拡大もしくは縮小させるズーミング機能を実現することができない問題がある。これは、単一の可動子によってレンズ系が移動されることに基づいている。
【0016】
また、仮に従来の静電アクチュエータに、画像を拡大もしくは縮小させる為に複数の可動子が設けられても、拡大もしくは縮小の為には、複数の可動子が夫々独立して移動もしくは固定されなければならない。しかしながら、従来のような構造の静電アクチュエータにおいては、固定子内で複数の可動子を独立して移動もしくは固定させて動作させることはできない問題がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、撮像される画像の拡大もしくは縮小を行うための複数の可動子を、互いに独立して動作させることが可能な静電アクチュエータを提供するにある。
【0018】
この発明によれば、
移動方向に沿って配列され、その夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
から構成されることを特徴とする静電アクチュエータが提供される。
【0019】
また、この発明によれば、
ある移動方向に沿って延びる空間をその内に規定する中空の固定子枠、この固定子枠の第1の内面に配置され、前記移動方向に沿って並列され、夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出される第1の固定子電極を含む第1の電極領域及び前記固定子枠の第1の内面に対向する第2の内面に配置され、前記移動方向に沿って延出され、互いに電気的に分離された第2及び第3の固定子電極を含む第2の電極領域を有する固定子と、
前記固定子内の空間に前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の電極領域に対向するように前記第1の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って並列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の電極領域に対向するように前記第2の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って延出される第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の電極領域に対向するように前記第1の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って並列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第2の電極領域に対向するように前記第3の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って延出される第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
前記第1の固定子電極に第1の駆動信号を供給し、前記第2の固定子電極に第2の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給し、前記第3の固定子電極に第3の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給して第1及び第2の可動子の両方或いは一方を前記移動方向に沿って移動させる駆動回路と、を具備することを特徴とする静電アクチュエータが提供される。
【0020】
更に、この発明によれば、
ある移動方向に沿って配列され、そのそれぞれがこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される移動空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を備えた中空の第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する中空の第2の可動子と、
前記第1の可動子中に前記移動方向に沿って配置された光軸を有する第1の光学レンズ系と、
前記第2の可動子中に前記移動方向に沿って配置された光軸を有する第2の光学レンズ系であって、第1及び第2のレンズ系の相対位置に従ってその光学倍率が定まり、第1及び第2のレンズ系の位置に従って結像面に被写体像が結像される第2の光学系と、
前記第1の固定子電極に第1の駆動信号を供給し、前記第2の固定子電極に第2の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給し、前記第3の固定子電極に第3の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給して第1及び第2の可動子の両方或いは一方を前記移動方向に沿って移動させる駆動回路と、から構成されることを特徴とする被写体像をその結像面に結像させる画像装置が提供される。
【0021】
更にまた、この発明によれば、
移動方向に沿って配列され、その夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
から構成される静電アクチュエータを駆動する方法において、
第1の駆動信号を前記第1の固定子電極に供給し、
第2の駆動信号を前記第2の固定子電極に供給し、
第1の保持信号を前記第2の固定子電極に供給し、
第3の駆動信号及び第2の保持信号の一方を前記第3の固定子電極に供給して前記第1及び第2の可動子の一方或いは両方を前記移動方向に沿って移動させることを特徴とする静電アクチュエータの駆動方法が提供される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静電アクチュエータの実施の形態について図面を参照して説明する。
【0023】
静電アクチュエータは、小型、軽量であることから内視鏡や携帯電話などの移動電話、各種PDAなどに搭載されるレンズの焦点合わせに使用することが可能であり最近注目されている。
【0024】
図3(a)乃至図3(c)は、第1の実施の形態に係る静電アクチュエータを示している。
【0025】
図3(a)は、第1の実施の形態に係る静電アクチュエータを概略的に示す斜視図である。この図3(a)に示される静電アクチュエータ1は、その上面及び下面に1対の可動子電極4,8,5,11を有する第1及び第2の可動子2A,2Bと、この可動子電極4,8,5,11に対向して配置される1対の固定子電極部12、14(以下の説明において、符号14は、保持用電極部と称する。)を有する固定子3とから構成される。
【0026】
なお、可動子電極4,8,5,11は、可動子を駆動するための駆動用電極4,8及び可動子2A,2Bを固定する為の固定用電極5,11とからなり、固定子電極部12、14は、同様に可動子を駆動する為の駆動用電極部12と可動子2A,2Bをその位置に保持する為の保持用電極部14とからなる。
【0027】
始めに、固定子3の構造について説明する。
【0028】
固定子3は、貫通部を有する中空の立方体形状の枠体なる固定子枠3Aから構成されている。この固定子枠3Aは、上方内面3A−1,下方内面を面3A−2及び側内面3A−3,3A−4を有している
固定子枠3Aの一内面、例えば、上面3A−1には、可動子2A、2Bを駆動する為の駆動用電極部12が形成されている。更に、上面に対向する他の内面、例えば、下面3A−2には、可動子2A、2Bをその位置に保持する為の保持用電極部14が形成されている。
【0029】
この駆動用電極部12は、図3(b)に示すようにガラス板13表面に所望の形状にパターニングして形成され、所定方向、例えば、固定子3の長手方向に対して交差する方向、即ち、横手方向に延伸する複数の電極が並列されている。なお、駆動用電極部12を有したガラス板13は、固定子3の内面3A−1に嵌着される。また、駆動用電極部12の一つ電極12A〜12Dの幅は、20ミクロン程度である。また、駆動用電極部12の電極12A〜12D間の間隔は、20ミクロン程度であり、電極12A〜12Dは、ほぼ40ミクロンのピッチで配列されている。
【0030】
駆動用電極部12に対向する固定子枠3Aの内面3A−2には、保持用電極部14が形成される。保持用電極部14は、ガラス板15の表面に所望の形状にパターニングによって所定方向に形成される。なお、保持用電極部14が形成されたガラス板15は、固定子3内壁の面3A−2に嵌着される。保持用電極部14は、後述する第1の可動子2Aの3本の可動子側固定電極5及び第2の可動子2Bの2本の可動子側固定電極11に対応して5本の電極が並行に形成されている。図3(c)に示されるように5本の保持用電極部14は、ガラス板15上の中央領域を含む殆どの領域では離間して並設され、ガラス板15上の長手方向の一方の側部領域では、可動子側固定電極5に対応する3本の保持用電極部14Aがガラス板15の端部で電気的に接続され、また、可動子側固定電極11に対応する2本の保持用電極部14Bは、ガラス板15上の長手方向の他方の側部領域では、電気的にそれぞれ接続されている。このように保持用電極部14A,14Bは、第1及び第2の可動子2A,2Bを独立して制御するように電気的に独立して配置される。
【0031】
また、固定子枠3Aの側方内面3A−3,3A−4には、第1及び第2の可動子2A,2Bの側面が内面3A−3,3A−4に直接接触することを防止するためのストッパ16がその内部に突出するように長手方向に延出されている。また、同様に可動子2A,2Bと駆動用電極部12,14とが直接接触しないように、内面3A−1,3A−2には、ストッパ16が設けられている。
【0032】
次に、2個の可動子2A,2Bの構造について詳細に説明する。
【0033】
第1及び第2の可動子2A,2Bは、中空部を有する導電材料で形成された略直方体の支持体と、その表面に形成される各電極4,5,8,11と、その中空部に配置されたレンズ6,9と、支持体から電荷を取り除くための配線7,10とから構成される。尚、支持体と各電極4,5は、一体的に形成されても良い。
【0034】
第1の可動子2A,第2の可動子2Bは、互いに離間して所定方向に移動可能に貫通孔に挿入されている。
【0035】
固定子側駆動用電極部12に対向する第1の可動子2Aの表面、例えば、上面には、可動子側駆動用電極4が設けられ、保持用電極部14に対向する第1の可動子2Aの表面、例えば、下面には、可動子側固定電極5が設けられている。可動子側駆動用電極4は、長手方向、即ち、移動方向に交差するようにエッチングにより突起状の複数のストライプが延出され、長手方向に並列されている。また、可動子側固定電極5は、この移動方向に延出され、横手方向に並列されるようにエッチングにより突起状の複数のストライプが形成されている。可動子側駆動用電極4は、凹凸に形成され、その間隔は、20ミクロン程度であり、凸部の高さは凹部内の面から高さ10ミクロン程度を有している。即ち、可動子側駆動用電極4の凸の端面は、駆動用電極部12の一つ電極12A〜12Dの幅に等しく、また、可動子側駆動用電極4の凹の底面は、この電極12A〜12D間の間隔に等しい幅を有し、可動子側駆動用電極4の凹或いは凸は、ほぼ40ミクロンのピッチで配列されている。
【0036】
図3(a)に示されるアクチュエータでは、第1の可動子2Aには、長手方向に延出され、横手方向に並設されている3本の固定電極5が設けられている。また、第1の可動子2Aの中空部には、光軸を一致させた複数のレンズ6が固定されている。
【0037】
第2の可動子2Bには、第1の可動子2Aの可動子側駆動用電極4と同様な形状及びディメンションを有する可動子側駆動用電極8が設けられている。また、可動子2B内には、レンズ6と同様にレンズ9が固定されている。レンズ6及び9の配置が変えられることによって両者で構成されるレンズ系は、ワイド及びテレ間でズームされ、このズームされた焦点距離に応じて被写体に対して焦点が合わせられる。第2の可動子2Bには、同様に長手方向に延出され、横手方向に並設されている2本の固定電極11が設けられている。固定電極11は、エッチングにより形成される。
【0038】
上述から明らかなように、可動子側駆動用電極4,8は、その凹凸が略並行であり、可動子側固定電極5,11もまたその凹凸形状が略並行に設けられている。可動子側駆動用電極4,8と可動子側固定電極5,11とは、その延出方向が互いに交差する関係にあり、また、可動子側固定電極5,11は、その長手方向に延出され、その横手方向では、互いに重ならないように並列される関係にある。
【0039】
このような第1,第2の可動子2A,2Bは、移動方向、即ち、長手方向に並べられ相互に独立して移動可能である。
【0040】
このような構造を有するアクチュエータの動作を図4(a)を参照して説明する。
【0041】
図4(a)は、第1及び第2の可動子2A,2Bが固定子枠3A内に挿入されている状態を示す断面図であり、図4(b)は、図4(a)をX−X線で切断し矢印方向から見た横断面図であり、図4(c)は、図4(a)をY−Y線で切断し矢印方向から見た横断面図である。
【0042】
図4(a)に示すように駆動用電極部12は、移動方向に沿って配置された各グループが4相の電極12A〜12Dからなる複数の電極グループから構成されている。駆動用電極12A〜12Dは、制御部19に接続され制御部19からの制御電圧信号が入力されて駆動される。即ち、複数の駆動用電極12A〜12Dのグループが長手方向に配置され、ある駆動用電極12A〜12Dは、夫々他のグループの対応する駆動用電極12A〜12Dに共通接続されて制御部19に接続され、電圧信号は、各グループの駆動用電極12A〜12Dに独立して印加される。例えば、駆動用電極12Aに電圧が印加される場合には、電極部12の全てのグループの駆動用電極12Aに対応する凸部に電圧信号が印加される。
【0043】
図4(d)に示されるように可動子2Aまたは2Bの固定電極5または11の幅Wm及び固定子3の固定子電極14の幅Wsは、可動子2Aまたは2Bが固定子3の枠中で横手方向に移動したとしてもその移動長(ΔL)よりも大きく定められることが必要とされる。この移動長ΔLは、可動子2Aまたは2Bが固定子5または11の一方の側面に設けられたストッパ16に当接された際の可動子2Aまたは2Bの幅(Lm)と固定子5または11の一方の側面に設けられたストッパ間の距離(Ls)の差に相当している。幅Wm及びWsが移動長(ΔL)よりも大きく定められる理由は、可動子がΔLだけ側面方向に移動することで、対向する電極5,14が外れることがあり、極端に重なり合う面積が小さくなると、可動子2Aを固定する力が発生できなくなってしまうためである。
【0044】
また、電極5、11または14間の空間もΔLよりも広くなければならず、固定電極本数が増えることは、電極の無い部分も増加することになり、吸引力を発生させるためには、不利な条件となる。
【0045】
また、可動子2A、2Bの夫々が1つ電極である場合に、これらが中央領域の左又は右に設けられるのでは、各可動子2A、2Bの夫々を進行方向に対して対称に設けることができない。その結果として駆動時における可動子2A、2Bが不安定に移動される虞があり、可動子2A、2Bの夫々には、少なくとも2つの電極が設けられる必要がある。
【0046】
そこで、小型のアクチュエータでは、固定子電極として例えば、2系統の固定子電極を有する構造では、一方の可動子2A、2Bに2本の電極が設けられ、他方の可動子2A、2Bに3本の電極が設けられる組み合わせ、或いは、一方の可動子2A、2Bに3本の電極が設けられ、他方の可動子2A、2Bに4本の電極が設けられる組み合わせが好ましい。
【0047】
ここで、第1及び第2の可動子2A,2Bの動作には、以下の4つの動作モードがあり、各動作モードについて説明する。
【0048】
▲1▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bを共に図4(a)の右方向に移動させる場合。(以下、単に動作モード▲1▼と称する。)この動作は、レンズ系の焦点を被写体に合わせるフォーカシングモードに相当する。
【0049】
▲2▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bを共に図4(a)の左方向に移動させる場合。(以下、単に動作モード▲2▼と称する。)この動作は、同様にレンズ系の焦点を被写体に合わせるフォーカシングモードに相当する。
【0050】
▲3▼ 第1の可動子2Aが固定されて第2の可動子2Bのみを図4(a)の左もしくは右方向に移動される場合。(以下、単に動作モード▲3▼と称する。)この動作は、テレ或いはワイド側にレンズ系を切り換えるズーミングモードに相当する。
【0051】
▲4▼ 第2の可動子2Bが固定されて第1の可動子2Aのみが図4(a)の左もしくは右方向に移動される場合。(以下、単に動作モード▲4▼と称する。)この動作は、テレ或いはワイド側にレンズ系を切り換えるズーミングモードに相当する。
【0052】
上述した4つの動作モードについて以下に説明する。
【0053】
▲1▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bを共に図4(a)の右方向に移動させる動作モード▲1▼は、次の順序で実現される。
【0054】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が接地されたままに維持される。この状態で、図5(a)に示されるように駆動用電極12Aに電圧Hが印加される。駆動用電極12Aの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。従って、第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。
【0055】
(2)次に、時点t1に駆動用電極12Aの電圧が低レベルLに変化され、図5(e)及び図5(f)に示すように保持用電極部14A,14Bに電圧Hが印加される。従って、保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5が保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bはガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は保持用電極部14Bとに吸着される。
【0056】
(3)次に、時点t2に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図5(b)に示されるように駆動用電極12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12Bの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Bに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。従って、第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の一つのストライプ分、即ち、1ピッチだけ移動されることとなる。
【0057】
(4)次に、時点t3に駆動用電極12Bの電圧が低レベルLに変化され、図5E及び5Fに示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aはガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は保持用電極部14Bに吸着される。
【0058】
(5)更に、時点t4に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図5(c)に示されるように駆動用電極12Cに電圧が印加される。駆動用電極12C近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Cに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ移動されることになる。
【0059】
(6)次に、時点t5に駆動用電極12Cの電圧が低レベルLに変化され、図5(e)及び図5(f)に示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0060】
(7)次に、時点t6に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図5(d)に示されるように駆動用電極12Dに電圧が印加される。駆動用電極12Dの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12Dに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Dに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ移動されることになる。
【0061】
(8)次に、時点t7に駆動用電極12Dの電圧が低レベルLに変化され、図5(e)及び図5(f)に示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0062】
(9)次に、時点t8に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図5(a)に示されるように再び駆動用電極12Aに電圧が印加される。駆動用電極12A近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の四つのストライプ分、4ピッチだけ移動されることになる。
【0063】
以上のような(1)〜(9)の工程を、第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させたい距離だけ繰り返される。
【0064】
▲2▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bを共に図4(a)の左方向に移動させる場合。
【0065】
上記▲1▼ の工程を逆に行えば、左方向へ第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させることができる。つまり、上述した▲1▼のモードにおいて、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)の順に移動させたい距離だけ繰り返し各工程を実施して、第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させれば良い。
【0066】
ここで、▲1▼及び▲2▼のモードは、何れも被写体に焦点を合わせるフォーカシングモードの動作であり、第1及び第2の可動子2A,2Bの初期位置によってどちらの方向に移動させれば短時間で焦点を合わせることができるかによって適宜選択される。
【0067】
▲3▼第1の可動子2Aを固定して第2の可動子2Bのみを図4(a)の左もしくは右方向に移動させる場合。
【0068】
以下に第2の可動子2Bを右方向に移動させる場合について説明する。
【0069】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が▲1▼のモードと同様に接地されたままに維持される。図6(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極5との間に静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され、可動子側固定電極5は、保持用電極部14Bに吸着される。図6(e)に示すように保持用電極部14Aに電圧が印加される場合には、第1の可動子2Aは、ガラス板15に吸着され、一時的に固定される。
【0070】
(2)次に、図6(e)に示すように保持用電極部14Aに電圧Hを印加したまま図6(a)に示されるように時点t1に駆動用電極12Aに電圧Hが印加される。駆動用電極12A近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。これに対して、保持用電極部14Aに電圧Hが印加されていることから、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。
【0071】
(3)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま、図6(f)に示すように時点t2において、保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。従って、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0072】
(4)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(b)に示すように時点t3で駆動用電極12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12Bの近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Bに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、同様にガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の一つのストライプ分だけ、即ち、1ピッチだけ第2の可動子2Bは移動される。
【0073】
(5)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(f)に示すように時点t4で保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は保持用電極部14Bに吸着される。
【0074】
(6)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(c)に示すように時点t5で駆動用電極12Cに電圧が印加される。駆動用電極12C近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Cに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、依然ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ第2の可動子2Bは移動される。
【0075】
(7)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(f)に示すように時点t6で保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され、可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0076】
(8)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(d)に示すように時点t7に駆動用電極12Dに電圧が印加される。駆動用電極12D近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Dに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Dに可動子側駆動用電極8が近接する。第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、ガラス板15側に固定されたままにある。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ第2の可動子2Bが移動される。
【0077】
(9)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(f)に示すように時点t8で保持用電極部14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0078】
(10)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図6(a)に示すように時点t9で駆動用電極12Aに電圧が印加される。駆動用電極12A近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極8が吸着される。第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、同様にガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の四つのストライプ分、4ピッチだけ第2の可動子2Bが移動される。
【0079】
以上のような(1)〜(10)の工程を、第2の可動子2Bを移動させたい距離だけ繰り返し行い可動子2Bを移動させる。
【0080】
また、可動子2Bを右方向に移動させたい場合には、上述した▲3▼において(1)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)の順に移動させたい距離だけ繰り返し行うことで、第2の可動子2Bを移動させることができる。
【0081】
▲4▼ 第2の可動子2Bを固定して第1の可動子2Aのみを図4(a)の左もしくは右方向に移動させる場合。
【0082】
以下に第1の可動子2Aを右方向に移動させる場合について説明する。
【0083】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が▲1▼の動作モードと同様に接地されたままに維持される。図7(e)に示すように保持用電極部14Aに電圧が印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極11との間に静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。ここで、図7(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧が印加される場合には、第2の可動子2Bは、ガラス板15に吸着され、固定されたままに維持される。
【0084】
(2)次に、図7(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧Hが印加されたまま図7(a)に示されるように時点t1に駆動用電極12Aに電圧Hが印加される。従って、駆動用電極12Aの近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極4が吸着される。その結果、第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。これに対して、保持用電極部14Bに電圧Hが印加されていることから、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。
【0085】
(3)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(e)に示されるように時点t2に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。
【0086】
(4)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(b)に示すように時点t3において、駆動用電極12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12B近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Bに可動子側駆動用電極4が吸着される。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の一つのストライプ分、即ち、1ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0087】
(5)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(e)に示されるように時点t4に保持用電極部14Aに電圧Hを印加する。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。
【0088】
(6)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(c)に示されるように時点t5に駆動用電極12Cに電圧Hが印加される。駆動用電極12C近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Cに可動子側駆動用電極4が吸着される。従って、第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0089】
(7)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(e)に示されるように時点t6に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され、可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。
【0090】
(8)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(d)に示されるように時点t7に駆動用電極12Dに電圧Hを印加する。駆動用電極12D近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12Dに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Dに可動子側駆動用電極4が吸着される。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。やはり第2の可動子2Bは、ガラス板15側に一時的に固定されたままにある。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0091】
(9)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図7(e)に示されるように時点t8に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。
【0092】
(10)次に、保持用電極部14Bに電圧を印加したまま図7(a)に示されるように時点t9に駆動用電極12Aに電圧Hが印加される。駆動用電極12A近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12Aに可動子側駆動用電極4が近接する。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に一時的に固定されたままである。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の4つのストライプ分、4ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0093】
以上のような(1)〜(10)の工程を第1の可動子2Aを移動させたい距離だけ繰り返されて第1の可動子2Aが移動される。
【0094】
また、第1の可動子2Aを左方向に移動させたい場合には、▲3▼の動作モードにおいて(1)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)の順に移動させたい距離だけ繰り返されて第1の可動子2Aが移動される。
【0095】
ここで、▲3▼及び▲4▼の動作モードは、どちらも撮像される画像を拡大もしくは縮小するために行われる動作であり、第1及び第2の可動子2A,2Bの初期位置によってどちらの方向にどちらの可動子を移動させれば短時間で拡大もしくは縮小ができるかは適宜選択されるものとする。
【0096】
なお、図4(b)は第1の可動子2Aがガラス板13側に移動したときを、図4(c)は第2の可動子2Bがガラス板15側に移動したときを、それぞれ示している。
【0097】
図4(a)に示されたアクチュエータにおいては、駆動用電極部12の駆動用電極12A〜12Dは、可動子側駆動用電極4及び8の幅にほぼ等しく、しかも、配列ピッチに等しく定められている。このようなアクチュエータの変形例として、図8(a)〜図8(c)に示すように駆動用電極部12の駆動用電極12A〜12Dは、可動子側駆動用電極4及び8の幅の1/2以下に定められ、しかも、配列ピッチが1/4に定められても良い。このような構造を有するアクチュエータでは、可動子2A、2Bが夫々駆動用電極部12の駆動用電極12A〜12Dに引き付けられると、可動子側駆動用電極4及び8の夫々は、図8(a)〜図8(c)に示すように常に2つの駆動用電極12A〜12Dに対向される。
【0098】
図8(a)〜図8Cに示すアクチュエータの動作について、図9(a)〜図9(f)、図10(a)〜図10(f)及び図11(a)〜図11(f)を参照して以下に説明する。
【0099】
▲1▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bが図8(a)に示すように同時に右方向に移動される動作モード▲1▼は、次の順序で実現される。
【0100】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が接地されたままに維持される。この状態で、図9(a)及び図9(b)に示されるように駆動用電極12A及び12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12A、12Bの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12A、12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A、12Bに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。従って、第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。
【0101】
(2)次に、図9(a)及び図9(b)に示すように時点t1に駆動用電極12A及び12Bの電圧が低レベルLに変化され、図9(e)及び図9(f)に示すように保持用電極部14A,14Bに電圧Hが印加される。従って、保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5が保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bとに吸着される。
【0102】
(3)次に、図9(e)及び図9(f)に示すように時点t2に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図9B及び図9Cに示されるように駆動用電極12B及び12Cに電圧Hが印加される。駆動用電極12B及び12Cの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12B及び12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12B及び12Cに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。従って、第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図8(a)の右方向に駆動用電極部12の1つのストライプ分、即ち、1ピッチだけ移動されることとなる。
【0103】
(4)次に、時点t3に駆動用電極12B及び12Cの電圧が低レベルLに変化され、図9(e)及び図9(f)に示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は保持用電極部14Bに吸着される。
【0104】
(5)更に、時点t4に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図9C及び9Dに示されるように駆動用電極12C及び12Dに電圧が印加される。駆動用電極12C及び12D近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12C及び12Dに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12C及び12Dに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図8(a)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ移動されることになる。
【0105】
(6)次に、時点t5に駆動用電極12C及び12Dの電圧が低レベルLに変化され、図9(e)及び図9(f)に示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0106】
(7)次に、時点t6に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図9D及び図9Aに示されるように駆動用電極12B及び12Aに電圧Hが印加される。駆動用電極12B及び12Aの近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12B及び12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12B及び12Aに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図8(a)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ移動されることになる。
【0107】
(8)次に、時点t7に駆動用電極12Aの電圧が低レベルLに変化され、図9(e)及び図9(f)に示すように再び保持用電極部14A,14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。また、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0108】
(9)次に、時点t8に保持用電極部14A,14Bの電圧が低レベルLに変化され、図9(a)及び図9(b)に示されるように再び駆動用電極12A及び12Bに電圧が印加される。駆動用電極12A及び12B近傍の可動子側駆動用電極4,8が駆動用電極12A及び12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A及び12Bに可動子側駆動用電極4,8が吸着される。第1及び第2の可動子2A,2Bは、ガラス板13側に移動される。このとき(1)の時に比べて図8(a)の右方向に駆動用電極部12の四つのストライプ分、4ピッチだけ移動されることになる。
【0109】
以上のような(1)〜(9)の工程を、第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させたい距離だけ繰り返される。
【0110】
▲2▼ 第1及び第2の可動子2A,2Bを共に図4(a)の左方向に移動させる場合には、上記▲1▼の動作モードの工程を逆に行えば、左方向へ第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させることができる。つまり、上述した▲1▼のモードにおいて、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)の順に移動させたい距離だけ繰り返し各工程を実施して、第1及び第2の可動子2A,2Bを移動させれば良い。
【0111】
▲3▼第1の可動子2Aを固定して第2の可動子2Bのみを左もしくは右方向に移動させる場合。
【0112】
以下に図8(b)に示すように第2の可動子2Bを右方向に移動させる場合について説明する。
【0113】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が▲1▼の動作モードと同様に接地されたままに維持される。図10(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極5との間に静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は保持用電極部14Bに吸着される。図10(e)に示すように保持用電極部14Aに電圧が印加される場合には、第1の可動子2Aは、ガラス板15に吸着される。
【0114】
(2)次に、図10(e)に示すように保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図10(a)及び10Bに示されるように時点t1に駆動用電極12A及び12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12A及び12Bの近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12A及び12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A及び12Bに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。これに対して、保持用電極部14Aに電圧Hが印加されていることから、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。
【0115】
(3)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま、図10(f)に示すように時点t2において、保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。従って、保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は保持用電極部14Bに吸着される。
【0116】
(4)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10B及び図10Cに示すように時点t3で駆動用電極12B及び12Cに電圧Hが印加される。駆動用電極12B及び12Cの近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12B及び12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12B及び12Cに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、同様にガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図8(b)の右方向に駆動用電極部12の一つのストライプ分だけ、即ち、1ピッチだけ第2の可動子2Bは移動される。
【0117】
(5)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(f)に示すように時点t4で保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極11は保持用電極部14Bに吸着される。
【0118】
(6)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(c)及び図10Dに示すように時点t5で駆動用電極12C及び12Dに電圧が印加される。駆動用電極12C及び12Dの近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12C及び12Dに可動子側駆動用電極8が吸着される。従って、第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、依然ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図8(b)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ第2の可動子2Bは移動される。
【0119】
(7)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(f)に示すように時点t6で保持用電極部14Bに電圧Hが印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動され、可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0120】
(8)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(d)、図10(d)及び10Aに示すように時点t7に駆動用電極12D及び12Aに電圧が印加される。駆動用電極12D及び12Aの近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12D及び12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12D及び12Aに可動子側駆動用電極8が近接する。第2の可動子2Bはガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、ガラス板15側に固定されたままにある。このとき(1)の時に比べて図8(b)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ第2の可動子2Bが移動される。
【0121】
(9)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(f)に示すように時点t8で保持用電極部14Bに電圧が印加される。保持用電極部14Bと可動子側固定電極11との間に強い静電気力が生成されて、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に移動されて可動子側固定電極11は、保持用電極部14Bに吸着される。
【0122】
(10)次に、保持用電極部14Aに電圧を印加したまま図10(a)及び図10(b)に示すように時点t9で駆動用電極12A及び12Bに電圧が印加される。駆動用電極12A及び12B近傍の可動子側駆動用電極8が駆動用電極12A及び12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A及び12Bに可動子側駆動用電極8が近接する。第2の可動子2Bは、ガラス板13側に移動される。第1の可動子2Aは、同様にガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図10Bの右方向に駆動用電極部12の四つのストライプ分、4ピッチだけ第2の可動子2Bが移動される。
【0123】
以上のような(1)〜(10)の工程を、第2の可動子2Bを移動させたい距離だけ繰り返し行い可動子2Bを移動させる。
【0124】
また、可動子2Bを右方向に移動させたい場合には、上述した▲3▼において(1)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)の順に移動させたい距離だけ繰り返し行うことで、第2の可動子2Bを移動させることができる。
【0125】
▲4▼ 第2の可動子2Bを固定して第1の可動子2Aのみを左もしくは右方向に移動させる場合。
【0126】
以下に、図8(c)に示すように第1の可動子2Aを右方向に移動させる場合について説明する。
【0127】
(1)まず、可動子2A、2Bの駆動用電極4,8が▲1▼の動作モードと同様に接地されたままに維持される。図11(e)に示すように保持用電極部14Aに電圧が印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極11との間に静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。ここで、図11(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧が印加される場合には、第2の可動子2Bは、ガラス板15に吸着される。
【0128】
(2)次に、図11(f)に示すように保持用電極部14Bに電圧Hが印加されたまま図11(a)に示されるように時点t1に駆動用電極12A及び12Bに電圧Hが印加される。従って、駆動用電極12A及び12Bの近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12A及び12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A及び12Bに可動子側駆動用電極4が吸着される。その結果、第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。これに対して、保持用電極部14Bに電圧Hが印加されていることから、第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。
【0129】
(3)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(e)に示されるように時点t2に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。
【0130】
(4)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(b)に示すように時点t3において、駆動用電極12B及び12Cに電圧Hが印加される。駆動用電極12B及び12C近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12B及び12Cに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12B及び12Cに可動子側駆動用電極4が吸着される。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図8(c)の右方向に駆動用電極部12の一つのストライプ分、即ち、1ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0131】
(5)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(e)に示されるように時点t4に保持用電極部14Aに電圧Hを印加する。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。
【0132】
(6)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図12C及び12Dに示されるように時点t5に駆動用電極12C及び12Dに電圧Hが印加される。駆動用電極12C及び12D近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12C及び12Dに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12C及び12Dに可動子側駆動用電極4が吸着される。従って、第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に固定されたままに維持される。このとき(1)の時に比べて図4(a)の右方向に駆動用電極部12の二つのストライプ分、即ち、2ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0133】
(7)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(e)に示されるように時点t6に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され、可動子側固定電極5は保持用電極部14Aに吸着される。
【0134】
(8)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(d)及び11Aに示されるように時点t7に駆動用電極12B及び12Aに電圧Hを印加する。駆動用電極12B及び12A近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12B及び12Aに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12B及び12Aに可動子側駆動用電極4が吸着される。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。やはり第2の可動子2Bは、ガラス板15側に一時的に固定されたままにある。このとき(1)の時に比べて図8(c)の右方向に駆動用電極部12の三つのストライプ分、即ち、3ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0135】
(9)次に、保持用電極部14Bに電圧Hを印加したまま図11(e)に示されるように時点t8に保持用電極部14Aに電圧Hが印加される。保持用電極部14Aと可動子側固定電極5との間に強い静電気力が生成されて、第1の可動子2Aは、ガラス板15側に移動され可動子側固定電極5は、保持用電極部14Aに吸着される。
【0136】
(10)次に、保持用電極部14Bに電圧を印加したまま図11(a)及び11Bに示されるように時点t9に駆動用電極12A及び12Bに電圧Hが印加される。駆動用電極12A及び12B近傍の可動子側駆動用電極4が駆動用電極12A及び12Bに静電気力によって吸引されて、駆動用電極12A及び12Bに可動子側駆動用電極4が近接する。第1の可動子2Aは、ガラス板13側に移動される。第2の可動子2Bは、ガラス板15側に一時的に固定されたままである。このとき(1)の時に比べて図8(c)の右方向に駆動用電極部12の4つのストライプ分、4ピッチだけ第1の可動子2Aが移動される。
【0137】
以上のような(1)〜(10)の工程を第1の可動子2Aを移動させたい距離だけ繰り返されて第1の可動子2Aが移動される。
【0138】
また、第1の可動子2Aを右方向に移動させたい場合には、▲3▼の工程において(1)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)の順に移動させたい距離だけ繰り返されて第1の可動子2Aが移動される。
【0139】
次に、第1及び第2の可動子2A,2Bの位置とレンズ系のズームング倍率(拡大もしくは縮小の倍率)との関係について図12(a)及び図12(b)を参照して説明する。
【0140】
通常、ズーミングのための制御信号は、使用者が静電アクチュエータが具備されたPDA等の装置に設けられた入力部例えば、ボタンやつまみに入力した信号が装置内の制御部19に送られ、この入力信号に基づいて制御部19で生成される。この制御信号にしたがって第1及び第2の可動子2A,2Bが駆動される。
【0141】
まず、図12(a)は静電アクチュエータの縦断面図を示し、図12(b)は第1及び第2の可動子2A,2Bの軸方向の位置と光学倍率との関係を示すグラフである。図12(b)において、曲線Pは、第1の可動子2Aの移動範囲を示し、曲線Qは、第2の可動子2Bの移動範囲を示している。この図12(b)から明らかなように、固定子3の略中央付近では、第1及び第2の可動子2A,2Bの移動範囲が重なり合う領域がある。なお、図12(b)のグラフにおいて、横軸の原点は、静電アクチュエータの固定子3の第1の可動子2Aが設けられた側の一方の開口部に定められている。
【0142】
図12(a)に示すように、固定子3の第2の可動子2Bが設けられた側の他方の開口部には、レンズ6,9の結像面にCCDセンサ17が固定板18上に配置され、固定板18が固定子3の他方の開口部に固定されている。
【0143】
また、図12(b)に示すように、光学系がある光学倍率Xに設定される場合には、第1の可動子2Aが点Eに、第2の可動子2Bが点Fに配置される。同様に光学系が光学倍率Xよりも大きい光学倍率をYに設定される場合には、第1の可動子2Aが点Gに、第2の可動子2Bが点Hに配置される。また、光学系が光学倍率Yよりも大きい光学倍率をZに設定される場合には、第1の可動子2Aが点Iに、第2の可動子2Bが点Jに配置される。
【0144】
第1及び第2の可動子2A,2Bが所望の光学倍率に対応する所望の位置に移動される場合には、まず第1及び第2の可動子2A,2Bが粗動作され、次に、第1及び第2の可動子2A,2Bのどちらか一方が固定されて、移動可能な他方の可動子が微動されてその位置が所望の位置に設定される。次に、位置が設定された他方の可動子が固定されて一方の可動子が微動されて所望の位置に設定される(微動作)。
【0145】
このような動作を上述した▲1▼〜▲4▼の動作モードの工程により第1及び第2の可動子2A,2Bが独立して移動されることで光学系は、所望の倍率に設定される。
【0146】
なお、上述した実施例では、第1及び第2の可動子2A,2Bが粗動作された後、一方の可動子が固定され、他方の可動子が微動されて所望の位置に設定されて光学系は、光学倍率設定されている。しかしながら、第1及び第2の可動子2A,2Bが独立して制御されることによって位置設定を途中でどちらか一方の第1及び第2の可動子2A,2Bを固定することなく、第1及び第2の可動子2A,2Bをそれぞれの所望の位置に直接移動させて、所望の光学倍率が得られてもよい。また、このような動作では、第1の可動子2Aが、駆動用電極部12側に移動もしくは駆動用電極部12側に一時的に固定されている場合には、必ず第2の可動子2Bは、保持用電極部14B側に移動もしくは保持用電極部14Bに一時的に固定されている。ただし、後者の動作の場合には前者に比べて若干拡大もしくは縮小に必要な時間が大きくなる。
【0147】
以上述べたような第1の実施の形態では、撮像される画像の拡大もしくは縮小するための複数の可動子を、独立して動作させることで所望の光学倍率を得ることができる。
【0148】
次に、この発明の第2の実施の形態に係るアクチュエータについて図13(a)〜13Cを参照して説明する。
【0149】
なお、以下の各実施の形態において同一構成要素は同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0150】
第2の実施の形態に係るアクチュエータでは、可動子側固定電極5,11が、第1及び第2の可動子2A,2Bのほぼ下面全域に形成されている。
【0151】
図13(a)は、この発明の第2の実施の形態に係るアクチュエータの可動子を概略的に示す側面図であり、図13(b)は、図13(a)に示された可動子の下面を概略的に示す平面図であり、図13(c)は、この発明の第2の実施の形態に係るアクチュエータのガラス板であって、図13(a)に示された可動子がスライドされるガラス板の上面を概略的に示す平面図である。
【0152】
図13(a)に示される第1の可動子2Aの下面には、図13(b)に示すように形状の可動子側固定電極5が設けられている。この可動子側固定電極5は、第1の可動子2Aの下面内に平面的に広がり、第2の可動子2B側に3つの突出領域及びその間に2つの凹み領域を有する略櫛形状に形成されている。
【0153】
また、第2の可動子2Bの下面には、図13(b)に示すように可動子側固定電極11が図設けられている。この可動子側固定電極11は、第2の可動子2Bの下面内に平面的に広がり、第1の可動子2A側に3つの凹み領域及びその間に2つの突出領域を有する略櫛形状に形成されている。図13(b)から明らかなように可動子側固定電極5、11は、互いに一方の凹部領域が他方の突部領域にはめ合わせられような相補形状に形成されている。
【0154】
また、保持用電極部14A,14Bは、図13(c)に示されるようにガラス板15の中央部で電気的に分離されように平坦に広がり、その中央部では、夫々可動子側固定電極5、11の形状に対応する形状に形成されている。つまり、ガラス板15中央部分では、保持用電極部14A,14Bは、互いに一方の凹部領域が他方の突部領域にはめ合わせられような相補形状に形成されている。 このような構造を有するアクチュエータでは、図4(a)に示されたアクチュエータと同様に動作される。ただし、第1の可動子2Aをガラス板15側に一時的に固定する保持用電極部14Aは、ガラス板15の略中央部分にまでしか形成されておらず、また、第2の可動子2Bをガラス板15側に一時的に固定する保持用電極部14Bは、保持用電極部14Aが形成されていないガラス板15の略中央部分までしか形成されていないため、第1の可動子2Aは開口部からガラス板15の略半分付近までしか移動させることができず、また第2の可動子2Bは、CCDセンサ17からガラス板15の略半分付近までしか移動されることができない。
【0155】
また、第1及び第2の可動子2A,2Bの移動が終了した後、新たに移動開始されるまでは、第1の可動子2Aは、駆動用電極部12,14Aのいずれかに、第2の可動子2Bは駆動用電極部12,14Bのいずれかに、それぞれ一時的に固定され続けられる。この固定された状態では、静電アクチュエータが搭載された装置の主電源を切った場合においても内部電源により通電がなされ保持され続けられる。
【0156】
以上述べたような第2の実施の形態に係るアクチュエータでは、撮像される画像の拡大もしくは縮小するための複数の可動子を独立して動作させることで、所望の光学倍率を得ることができる。
【0157】
また、第1及び第2の可動子2A,2Bの移動範囲は、前述した第1の実施の形態よりも小さくなるが、第1及び第2の可動子2A,2Bが接触することによって破損する可能性がなくなり、静電アクチュエータの信頼性が向上される。
【0158】
次に、この発明の第3の実施の形態に係るアクチュエータについて図14(a)〜図14(c)を参照して説明する。
【0159】
図14(b)に示されるようにこのアクチュエータでは、可動子側固定電極5,11が平板状に形成されている。
【0160】
図14(a)はこの発明の第3の実施の形態に係る可動子を概略的に示す側面図あり、図14(b)は図14(a)に示された可動子の下面を概略的に示す平面図であり、図14(c)は、この発明の第3の実施の形態に係るアクチュエータのガラス板の上面を概略的に示す平面図である。
【0161】
可動子側の固定電極5は、図14(b)左側に示すように平板状に形成される。ただし、可動子側の固定電極5は、第1の可動子2A下面の面積に対し少なくとも半分以上の面積を有し、かつ全域にわたって形成されていないものとする。例えば、可動子側固定電極5は、所定方向に偏位して可動子2Bから離れるように設けられる。
【0162】
可動子側固定電極11は、図14(c)右側に示すように平板状に形成される。ただし、可動子側固定電極11は、第2の可動子2B下面の面積に対し少なくとも半分以上の面積を有し、かつ全域にわたって形成されていないものとする。例えば、可動子側固定電極11は、所定方向とは逆側に偏位して可動子2Aから離れるように設けられる。
【0163】
さらに、保持用電極部14A,14Bは、夫々図14(c)のように平坦に延出される形状に形成される。つまりガラス板15上には、平板状の2つの保持用電極部14A,14Bが離間して形成される。四角形な保持用電極部14A,14Bの面積は、各可動子の移動範囲(光学倍率)によって設定され、略同一であっても異なっていてもどちらでも良い。また、例えば、保持用電極部14Aは、ガラス板15上で所定方向に偏位して配置され、保持用電極部14Bは、ガラス板15上で所定方向とは逆側に偏位して配置される。
【0164】
このような構造を有するアクチュエータでは、上述した第1の実施の形態とほぼ同様に動作されるる。また、第1及び第2の可動子2A,2Bは、第2の実施の形態と同様に保持用電極部14A,14Bが形成された範囲内でしか移動することができない。また、第1及び第2の可動子2A,2Bの移動が終了した後、新たなに移動を開始するまでは、第1の可動子2Aは、駆動用電極部12,14Aのいずれかに、第2の可動子2Bは、駆動用電極部12,14Bのいずれかにそれぞれ一時的に固定され続けられる。この固定された状態は、静電アクチュエータが搭載された装置の主電源を切った場合においても内部電源により通電がなされ保持されているものとする。
【0165】
以上述べたような構造のアクチュエータでは、撮像される画像の拡大もしくは縮小を行うための複数の可動子を独立して動作させることで、所望の光学倍率を得ることができる。
【0166】
また、第1及び第2の可動子2A,2Bの移動範囲は、第1の実施の形態よりも小さくなるが、第1及び第2の可動子2A,2Bが接触することによって破損する可能性がなくなり、静電アクチュエータの動作の信頼性が向上する。
【0167】
また、保持用電極部14A,14Bの形状を平板状の四角形にしたことで容易に製作することができ製作費用の低減にも寄与する。
【0168】
次に、上述した第1〜第3の実施の形態における第1及び第2の可動子2A,2B及び固定子3の製造方法について図15(a)乃至図19を参照して説明する。
【0169】
まず、固定子3の製造方法について図15(a)から図15(c)を参照して説明する。
【0170】
図15(a)は、可動子の部品を展開して示す平面図であり、図15(b)は、図15(a)に示された可動子の部品を組立て示す斜視図であり、図15(c)は、固定子枠の製造過程において金型に可動子部品を装着した状態を概略的に示す平面図であり、図15(d)は、図15(c)の工程を経て製造された可動子を概略的に示す斜視図である。
【0171】
図15(a)に示すように、第1の可動子2Aの部品は、電極4が設けられた第1の平板20、電極5が設けられた第2の平板21、第1及び第2の平板20,21を接続する円弧状の第1の接続部材22、円弧状の第2の接続部材23、第1の平板20に貼付される当接部材24、から構成される。第1の平板20および第2の平板21表面には、凹凸形状の可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5がエッチングにより形成されている。第1の平板20、第2の平板21、第1の接続部材22,22、第2の接続部材23,23、合わせ部材24は、金属板から一体的にプレス成形によって成形される。
【0172】
このような第1の可動子2Aの部品は、図15(b)に示すように折り曲げられて組み立てられる。可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5が外側に配置されるように第1の平板20と第1の接続部材22,22との接続部、第2の平板21と第1の接続部材22,22との接続部、第2の平板21と第2の接続部材23,23との接続部、第2の接続部材23,23と合わせ部材24との接続部とがそれぞれ折り曲げられて、折り曲げた後に当接部材24と第1の平板20とがスポット溶接などにより接合される。第1及び第2の接続部材22,22、23,23は、外部からの圧力を弾性的に受けることができる部材であり、可動子構造は、柔軟性を有することとなる。
【0173】
次に、図15(c)に示すように、第1の可動子2Aの部品は、樹脂で固定される。
【0174】
第1の可動子2Aを固定するには、4つに分離可能な金型25A,25B,25C,25Dが用いられる。金型25A,25Bの内面には、可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5の凸部が当接されるため、凹形状にくぼんだ空間が設けられる。金型25A,25Bの挟まれて固定される金型25Cは、金型25A,25Bの内壁と向かいあう面側に、段差形状のレンズ6がはめ込まれるための凸部が形成されている。金型25Cに対向して金型25A,25Bに挟まれて固定される金型25Dは、金型25Cに当接するように、かつ第1及び第2の平板20,21の可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5を有しない面に対して隙間を設けて配置される。
【0175】
まず、第1の可動子2Aの可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5の凸部と、金型25A,25Bとが、接触するように配置される。
【0176】
次に、第1の可動子2Aの上下方向を塞ぐように金型25C,25Dが金型25A,25Bの隙間に挿入される。第1の可動子2Aは、金型25A〜25Dによって周囲を覆われる。このとき接続部材22,22、23,23によって第1の平板20と第2の平板21とは、金型25A,25Bに対して付勢されている。金型25A〜25Dは、動かないように固定される。
【0177】
次に、金型25Bの一部に貫通する樹脂導入孔26から樹脂が隙間に導入される。このとき金型25A〜25Dは、ヒータなどの加熱手段により約150℃に保持され、また、樹脂は約300℃に保持された状態で、樹脂が流し込まれる。樹脂が流し込まれた後、時間経過と共に徐々に室温程度にまで温度を低下させていき樹脂を固化させる。樹脂を固化させることによって第1の可動子2Aが、接続部材22,22,23,23によって移動されることなく固定されることになる。
【0178】
このとき常に一定の弾性力で第1及び第2の平板20,21が、金型25A,25Bに付勢されているため、第1と第2の平板20,21とは略一定の距離を有する。このため樹脂を固化して製作された第1の可動子2Aの可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5間の距離が略一定となり、かつ複数の第1の可動子2A間で製作精度にばらつきのないほぼ一定の形状を得ることができる。
【0179】
図15(d)に示すように、第1の可動子2Aの軸方向の一面にレンズ6が設けられる。
【0180】
なお、可動子2Bも上述した通り、第1の可動子2Aと同様の製造方法によって製作される。
【0181】
また、流させる樹脂は、カーボン等が混入された導電性を有する材料を用いることで、可動子2A、2Bへの配線の信頼性を向上させることができる。
【0182】
次に、固定子枠3の製造について図16(a)〜図16(c)の製造の説明図を参照して説明する。
【0183】
図16(a)に示す通り、2つに分離可能な金型30A,30Bには、金型30A,30Bが組み合わされた状態で固定子枠3の外形状が形成されるような穿設孔が設けられる。
【0184】
始め金型30A,30Bは分離された状態にある。
【0185】
金型30A,30Bの一対の対向する面31A,31Bの凸部に、横断面がほぼU字状のガラス板13,15の背面が接触するように配置される。このガラス板13,15の背面に対向する面には、パターニングされた駆動用電極部12,保持用電極部14が形成され、駆動用電極部12,保持用電極部14が対向するように面31A,31Bに配置される図。なお図16(b)には、これら電極の形状が簡略化したガラス板13,15で示されていることに注意されたい。
【0186】
図16(d)に示される直方体形状の中子32の側面が、面31cの凸部と接触するように、また面31Dと非接触となるように、駆動用電極部12,保持用電極部14の縁33と接触するように、金型30A,30Bが組み合わされる。金型30A,30Bが組み合わされた時には、図16(c)に示されるように駆動用電極部12,保持用電極部14の凹部と、中子32、面31Dおよび面31cの凹部と、は非接触である図。なお図16(c)において金型30A,30Bの形状の細部は一部省略して図示している。
【0187】
また、中子32と面34A,34B,34Dとは非接触であり、中子32は面34Cの凸部と接触されている。
【0188】
中子32と面34A〜34Dとの隙間に、樹脂が流し込まれる。このとき金型30A,30Bはヒータなどの加熱手段により約150℃に保持されており、また樹脂は約300℃に保持された状態で隙間に流し込まれる。樹脂が流し込まれた後、時間経過と共に徐々に室温程度にまで温度を低下させていき樹脂を固化させる。
【0189】
一定時間経過後(樹脂の固化完了後)に中子32を取り出し、金型30A,30Bを分離させ、所望の形状の固定子3を得る。
【0190】
このようにして製作された第1及び第2の可動子2A,2B、固定子3、ガラス板13,15を組み合わせて静電アクチュエータを作り上げる。
【0191】
次に、可動子の別の製造方法について図17(a)から17Cを参照して説明する。
【0192】
図17(a)に示すように、可動子側駆動用電極4は、シリコン製基板を加工してなるものであり、可動子側駆動用電極4の凹凸形状は、シリコン製基板の一面が所望の大きさ(数ミクロンオーダ)を有する凹凸形状となるようにエッチングによって形成される。エッチングは、LSIの高集積化のために行われる方法と略同一であり、ウェットエッチングまたはドライエッチングどちらであっても構わない。
【0193】
また、図17(b)に示す通り、可動子本体35は、導電性の樹脂で形成された平板を直方体状に組み立ててなるものである。可動子本体35の軸方向にはレンズ6が搭載されており、可動子本体35の側面の一部にはグランドに接続される接地配線7が接続されるためのパッド部36が形成されている。
【0194】
このように製作された可動子側駆動用電極4と可動子本体35とは、図17(c)に示すように、可動子本体35の上面に可動子側固定電極5を例えば紫外線で硬化するアクリル系接着剤にて貼設して第1の可動子2Aが製作される。
【0195】
このようにして製作された第1の可動子2Aと固定子3とを組み合わせることにより静電アクチュエータが製作される。
【0196】
次に、可動子の製造方法について図18を参照して説明する。
【0197】
図18は、可動子の製造方法の説明図であり、金型37A〜37Dを組み合わせて金型37A〜37Dの隙間に樹脂を注入して第1の可動子2Aを形成する。なお金型37Cに到達する長さを有する金型37Dを用いている。
【0198】
ここで、金型37A〜37Dの空間に流し込まれる樹脂は、導電性を有するカーボン粒子38とカーボンファイバ39とが混合されたものである。なおカーボン粒子38は、直径数ミクロンの略球形状をなしたものであり、またカーボンファイバ39は直径約10ミクロン長さ数十ミクロンの棒形状をしたものである。この樹脂を固化させることでレンズを有していない第1の可動子2Aを製作する。
【0199】
このような製造方法であれば、第1の可動子2Aの可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5の凸形状は例えば約20ミクロン間隔で形成されるため、凸部40とその隣に設けられる凸部40との間(つまり凹部41)にはカーボンファイバ39が入りこまない可能性があるが、カーボン粒子38が混入されていることにより仮にカーボンファイバ39が凹部に入り込まなくとも、カーボン粒子38が入り込むため良好な導電性を有する第1の可動子2Aを得ることができる。
【0200】
また、導電性の樹脂でない場合でも、処理後、メッキ処理を施すことで導電性を持たせることが可能であり、製造工程が増加する欠点はあるが、良好な導電性を確保することができる。
【0201】
次に、可動子と固定子の別の製造方法について図19を参照して説明する。
【0202】
図19は可動子と固定子との製造方法の説明図であり、金型42Aに第1及び第2の可動子2A,2Bとこの第1及び第2の可動子2A,2Bが挿入される固定子3と、が同一金型に形成される。なお図19は、2つの固定子、可動子が形成された金型の例を示している。
【0203】
第1及び第2の可動子2A,2Bの金型の形状は、図18に示すものと略同様であり、また固定子3の形状が形成された金型の形状は、図16(a)に示すものと略同様である。第1の可動子2Aの金型の対向する一対の内面43A−43Bには、可動子側駆動用電極4,可動子側固定電極5の形状が形成されている。また、固定子3の金型の対向する一対の内面44A,44Bには、駆動用電極部12,保持用電極部14の形状が形成される。
【0204】
このような構造を有する金型42A,42Bを用いることにより、寸法精度のばらつきの少ない第1及び第2の可動子2A,2B及び固定子枠3を短期間で大量に生産することができる。
【0205】
なお、本発明は上記各実施の形態には限定されずその主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。例えば、2つの可動子の位置を光センサなどにより検出し可動子が衝突するような状態であれば、どちらか一方を一時的に固定して衝突を防止することもできる。
【0206】
また、固定子に挿入される可動子は、2つでなくとも所望の倍率を得るために3つ以上設けてもよい。
【0207】
また、第1の接合部材及び第2の接合部材の形状は、弾性特性を有する形状であればどのような形状であっても構わない。
【0208】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の静電アクチュエータによれば、複数の可動子を、互いに独立して動作させることができ、従って、この発明の静電アクチュエータをカメラ等の光学機器に適用する場合には、撮像される画像の拡大もしくは縮小させるズーミング機能を実現することができ、しかも、被写体に焦点を合わせるフォーカス機能をも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の静電アクチュエータにおいて可動子を固定子 から抜き出して概略的に示す斜視図である。
【図2】従来の静電アクチュエータ内の構造を概略的に示す縦断面図である。
【図3】(a)は、この発明の第1の実施の形態に係る静電アクチュエータの構造を破断して概略的に示す斜視図であって、一対の可動子が固定子枠から抜き出して示している斜視図であり、(b)は、(a)に示された駆動側固定子の固定子電極の配列を概略的に示す斜視図であり、及び、(c)は、(a)に示された可動子を保持する側の固定子の固定子電極配列を概略的に示す斜視図である。
【図4】(a)は、図3(a)に示された静電アクチュエータの内部構造を概略的に示す縦断面図であり、(b)は、(a)に示される静電アクチュエータをX−X線で切断して概略的に示す断面図であり、(c)は、(a)に示される静電アクチュエータをY−Y線で切断して概略的に示す断面図であり、及び(d)は、(a)に示される静電アクチュエータにおいて可動子の固定電極の本数と側面ギャップの関係を概略的に示す断面図である。
【図5】(a)から(f)は、図4(a)に示される静電アクチュエータにおいて2つの可動子を同時に同方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図6】(a)から(f)は、図4(a)に示される静電アクチュエータにおいて2つの可動子の一方をある方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図7】(a)から(f)は、図4(a)に示される静電アクチュエータにおいて2つの可動子の他方をある方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図8】(a)から(c)は、図4(a)に示される静電アクチュエータの変形例であって、夫々2つの可動子の動作状態を概略的に示す断面図である。
【図9】(a)から(f)は、図8(a)に示されるように2つの可動子を同時に同方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図10】(a)から(f)は、図8(b)に示されるように2つの可動子の一方をある方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図11】(a)から(f)は、図8(c)に示されるように2つの可動子の他方をある方向に移動させる場合における固定子の電極に与えられる電圧を示すタイミングチャートである。
【図12】(a)は、この発明の第1の実施の変形例に係る静電アクチュエータの内部構造を概略的に示す縦断面図であり、及び(b)は、(a)に示された静電アクチュエータにおける第1及び第2の可動子の位置と光学倍率との関係を表すグラフである。
【図13】(a)は、この発明の第2の実施の変形例に係る静電アクチュエータの可動子を概略的に示す縦断面図であり、(b)は、(a)に示される可動子の下面の電極パターンを概略的に示す平面図であり、及び(c)は、(a)及び(b)に示される可動子が組み込まれた静電アクチュエータの固定子のガラス板上の電極パターンを概略的に示す平面図である。
【図14】(a)は、この発明の第2の実施の変形例に係る静電アクチュエータの可動子を概略的に示す縦断面図であり、(b)は、(a)に示される可動子の下面の電極パターンを概略的に示す平面図であり、及び(c)は、(a)及び図14に示される可動子が組み込まれた静電アクチュエータの固定子のガラス板上の電極パターンを概略的に示す平面図である。
【図15】(a)は、図4(a)に示された静電アクチュエータの可動子の部品を分解して概略的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示され可動子部品を組み立てた状態を概略的に示す斜視図であり、(c)は、(b)に示された可動子の部品及びその可動子部品が組み込まれた金型を概略的に示す断面図であり、及び(d)は、(c)に示された金型で作られた可動子を概略的に示す斜視図である。
【図16】(a)は、図4(a)に示された静電アクチュエータの固定子を製造する為の金型を一部透過して概略的に示す斜視図であり、(b)は、図4(a)に示された静電アクチュエータの固定子を製造する為のガラス板を概略的に示す斜視図であり、(c)は、(a)に示された固定子の金型にガラス板を装着した組み立て構造体を一部透過して概略的に示す斜視図であり、及び(d)は、(c)に示される固定子の金型に装着される中子を概略的に示す斜視図である。
【図17】(a)は、この発明の静電アクチュエータの製造方法で用いられる可動子の電極を概略的に示す斜視図であり、(b)は、この発明の静電アクチュエータの製造方法で用いられる可動子本体を概略的に示す斜視図であり、及び(c)は、(a)に示された可動子の電極を(b)に示された可動子本体に固定されて作られる可動子を概略的に示す斜視図である。
【図18】この発明の静電アクチュエータの製造方法に用いられる可動子と可動子の金型を概略的に示す縦断面図である。
【図19】この発明の静電アクチュエータの製造方法に用いられる可動子及び固定子の金型を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
1...静電アクチュエータ
2A,2B...第1及び第2の可動子
3...固定子
3A...固定子枠
4,8,5,11...可動子電極
4,8...駆動用電極
6,9...レンズ
5,11...固定用電極
12...固定子電極部
14、14A,14B...保持用電極部
12A〜12D...電極
13、15...ガラス板
22,22、23,23...接続部材
25A〜25D...金型
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic actuator that drives a mover with electrostatic force and a driving method thereof, and more particularly, to an electrostatic actuator having a movable element that can be individually driven and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
Electrostatic actuators can be used for focusing lens systems mounted on devices such as endoscopes, mobile phones such as mobile phones, and various PDAs because of their small size and light weight. ing.
[0003]
FIG. 1 is a perspective view showing a conventional electrostatic actuator. The electrostatic actuator 100 includes a mover 101 and a stator 102. The mover 101 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape having a hollow portion, and the stator 102 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape having a through hole extending in the longitudinal direction. The movable element 101 is slidably inserted into the through hole of the stator 102, and the movable element 101 is disposed in the stator 102 so as to be movable in the longitudinal direction. A gap of about several microns is provided between the stator 102 and the movable element 101.
[0004]
In addition, the movable element 101 has a pair of electrode surfaces in which convex stripe electrodes 103 </ b> A- 103 </ b> B are formed by etching or the like and face the inner surface of the stator 102. A plurality of lenses 104 having an optical axis are arranged and fixed in the hollow portion of the mover 101 along the through-hole direction, and the focus of the lens is adjusted to the subject by moving the mover 101.
[0005]
The movable element 101 is connected to a wiring 105 for applying a drive signal.
[0006]
The stator 102 has glass plates 106A and 106B mounted on the surfaces facing the electrodes 103A and 103B, and a conductive material is patterned on the surfaces of the glass plates 106A and 106B to form the first group GA and the second group. The GB electrode 107A and the third group GC and fourth group GD electrodes 107B are formed. The electrodes 107A of the first group GA and the second group GB are alternately arranged at the same pitch. Similarly, the third group GC and the fourth group GD107B are also alternately arranged at the same pitch. Further, the electrode 107A and the electrode 107B are arranged so as to be shifted from each other by a half pitch.
[0007]
The operation of the electrostatic actuator having such a structure will be described with reference to FIG.
[0008]
(1) First, a voltage of + V [V] is applied to the first group GA of the electrode 107A. Accordingly, an electrostatic force, that is, an attractive force is generated between the electrode 107A and the electrode 103A of the first group GA. The electrostatic force causes the mover 101 to start moving the stator 102 toward the glass plate 106A, and after a certain period of time, the electrode 103A is attracted to the electrode 107A of the first group GA.
[0009]
(2) Next, a voltage of + V [V] is applied to the electrode 107B of the third group GC among the electrodes 107B. Accordingly, an electrostatic force is generated between the electrode 107B and the electrode 103B of the third group GC. The electrostatic force causes the mover 101 to start moving the stator 102 toward the glass plate 106B, and after a predetermined time has elapsed, the electrode 103B is attracted to the electrode 107B of the third group GC. The mover 101 is moved to the right in FIG. 2 by half the arrangement pitch of the electrodes 107A or 107B as compared with the position described in (1).
[0010]
(3) Further, a voltage of + V [V] is applied to the second group GB of the electrode 107A. Accordingly, an electrostatic force is generated between the electrode 107A and the electrode 103A of the second group GB. Due to this electrostatic force, the mover 101 starts to move toward the glass plate 106A again, and after a certain time, the electrode 103A is attracted to the electrode 107A of the second group GB. The mover 101 is moved to the right in FIG. 2 by the arrangement pitch of the electrodes 106A or 106B as compared with the position described in FIG.
[0011]
(4) Furthermore, a voltage of + V [V] is applied to the electrode 107A of the fourth group GD of the electrode 107B. An electrostatic force is generated between the electrode 107A and the electrode 103B of the fourth group GD. Accordingly, the mover 101 starts to move toward the glass plate 106B again by this electrostatic force, and after a predetermined time, the electrode 103B is attracted to the electrode 107B of the fourth group GD. The movable element 101 is moved to the right in FIG. 2 by 1.5 times the arrangement pitch of the electrodes 107A or 107B as compared with the position described in (1).
[0012]
By repeating the steps (1) to (4), the mover 101 can be moved in the right direction in FIG.
[0013]
When a voltage is applied to each electrode in the order of steps (4), (3), (2), and (1), the mover 101 is moved in the left direction of FIG. Can be made.
[0014]
The movable element 101 can be moved by such processes (1) to (4), and the lens 104 attached to the movable element 101 can be moved to focus on the subject.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional electrostatic actuator can move the mover to a desired position and focus on the subject to take an image, but realizes a zooming function for enlarging or reducing the captured image. There is a problem that can not be. This is based on the fact that the lens system is moved by a single mover.
[0016]
Even if a conventional electrostatic actuator is provided with a plurality of movers for enlarging or reducing an image, the plurality of movers must be independently moved or fixed for enlargement or reduction. I must. However, an electrostatic actuator having a conventional structure has a problem that a plurality of movers cannot be moved or fixed independently in a stator.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide an electrostatic actuator capable of operating a plurality of movers for enlarging or reducing a captured image independently of each other.
[0018]
According to this invention,
Move Arranged along the direction, each of which Move In a direction that intersects the direction Along A first stator electrode that is extended;
Arranged to face this first stator electrode, Move A second stator electrode extending along the direction;
Said A third stator electrode disposed facing the first stator electrode and extending along the moving direction so as to be electrically separated from the second stator electrode;
The first stator electrode and the second and third stator electrodes are disposed in a space defined between the first stator electrode and the second and third stator electrodes so as to be movable along the moving direction, and face the first stator electrode. And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposite the first mover electrode and the second stator electrode And extending along the moving direction A first mover comprising a second mover electrode;
Independently from the first mover along the moving direction in the moving space Moveable Arranged and opposed to the first stator electrode And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposing to the third mover electrode and the third stator electrode And extending along the moving direction A second mover comprising a fourth mover electrode;
There is provided an electrostatic actuator characterized by comprising:
[0019]
Moreover, according to this invention,
is there Move A hollow stator frame defining therein a space extending along the direction, disposed on a first inner surface of the stator frame, Move Parallel to each other, Move In a direction that intersects the direction Along A first electrode region including a first stator electrode extended and a second inner surface facing the first inner surface of the stator frame; Move A stator having a second electrode region including second and third stator electrodes extending along a direction and electrically isolated from each other;
The space in the stator Move Corresponding to the first stator electrode so as to be opposed to the first electrode region. Move Parallel along the direction, It extends along the direction that intersects the moving direction In correspondence with the second stator electrode so as to face the first mover electrode and the second electrode region, Move A first mover comprising a second mover electrode extending along a direction;
Independently of the first mover along the moving direction in the space Moveable And corresponding to the first stator electrode so as to face the first electrode region. Move Parallel along the direction, It extends along the direction that intersects the moving direction In correspondence with the third stator electrode so as to face the third mover electrode and the second electrode region, Move A second mover comprising a fourth mover electrode extending along the direction;
A first drive signal is supplied to the first stator electrode, a second drive signal or a holding voltage signal is supplied to the second stator electrode, and a third drive signal is supplied to the third stator electrode. One of the drive signal and the holding voltage signal is supplied, and both or one of the first and second movers is Move There is provided an electrostatic actuator comprising a drive circuit that moves along a direction.
[0020]
Furthermore, according to the present invention,
is there Move Arranged in a direction, each of which is in a direction that intersects this direction of movement Along A first stator electrode that is extended;
Arranged to face this first stator electrode, Move A second stator electrode extending along the direction;
Said The first stator electrode is disposed opposite to the second stator electrode so as to be electrically separated from the second stator electrode. Move A third stator electrode extending along the direction;
In a moving space defined between the first stator electrode and the second and third stator electrodes, Move It is arranged to be movable along the direction and faces the first stator electrode And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposite the first mover electrode and the second stator electrode And extending along the moving direction A hollow first mover provided with a second mover electrode;
In the moving space Move Independent of the first mover along the direction Moveable Arranged and opposed to the first stator electrode And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposing to the third mover electrode and the third stator electrode And extending along the moving direction A hollow second mover comprising a fourth mover electrode;
In the first mover, the Move A first optical lens system having an optical axis arranged along the direction;
In the second mover, the Move A second optical lens system having an optical axis arranged along a direction, the optical magnification of which is determined according to the relative positions of the first and second lens systems, and according to the positions of the first and second lens systems. A second optical system in which a subject image is formed on the imaging plane;
A first drive signal is supplied to the first stator electrode, a second drive signal or a holding voltage signal is supplied to the second stator electrode, and a third drive signal is supplied to the third stator electrode. One of the drive signal and the holding voltage signal is supplied, and both or one of the first and second movers is Move There is provided an image device that forms a subject image on its image plane, which comprises a drive circuit that moves along a direction.
[0021]
Furthermore, according to the present invention,
Move Arranged along the direction, each of which Move In a direction that intersects the direction Along A first stator electrode that is extended;
Arranged to face this first stator electrode, Move A second stator electrode extending along the direction;
Said A third stator electrode disposed facing the first stator electrode and extending along the moving direction so as to be electrically separated from the second stator electrode;
The first stator electrode and the second and third stator electrodes are disposed in a space defined between the first stator electrode and the second and third stator electrodes so as to be movable along the moving direction, and face the first stator electrode. And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposite the first mover electrode and the second stator electrode And extending along the moving direction A first mover comprising a second mover electrode;
Independently from the first mover along the moving direction in the moving space Moveable Arranged and opposed to the first stator electrode And arranged along the moving direction and extending along a direction intersecting the moving direction. Opposing to the third mover electrode and the third stator electrode And extending along the moving direction A second mover comprising a fourth mover electrode;
In a method for driving an electrostatic actuator comprising:
Supplying a first drive signal to the first stator electrode;
Supplying a second drive signal to the second stator electrode;
Supplying a first holding signal to the second stator electrode;
One of the third drive signal and the second holding signal is supplied to the third stator electrode, and one or both of the first and second movers are supplied to the third stator electrode. Along the direction of movement A method of driving an electrostatic actuator is provided.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the electrostatic actuator of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
Since the electrostatic actuator is small and lightweight, it can be used for focusing lenses mounted on endoscopes, mobile phones such as mobile phones, and various PDAs, and has recently been attracting attention.
[0024]
FIG. 3A to FIG. 3C show the electrostatic actuator according to the first embodiment.
[0025]
FIG. 3A is a perspective view schematically showing the electrostatic actuator according to the first embodiment. The electrostatic actuator 1 shown in FIG. 3A includes first and second movers 2A and 2B having a pair of mover electrodes 4, 8, 5 and 11 on the upper and lower surfaces thereof, and the movable A stator 3 having a pair of stator electrode portions 12 and 14 disposed opposite to the child electrodes 4, 8, 5 and 11 (in the following description, reference numeral 14 is referred to as a holding electrode portion); Consists of
[0026]
The mover electrodes 4, 8, 5 and 11 are composed of drive electrodes 4 and 8 for driving the mover and fixing electrodes 5 and 11 for fixing the movers 2A and 2B. Similarly, the electrode portions 12 and 14 include a drive electrode portion 12 for driving the mover and a holding electrode portion 14 for holding the movers 2A and 2B in their positions.
[0027]
First, the structure of the stator 3 will be described.
[0028]
The stator 3 is composed of a stator frame 3A that is a hollow cubic frame having a penetrating portion. The stator frame 3A has an upper inner surface 3A-1, a lower inner surface 3A-2, and side inner surfaces 3A-3 and 3A-4.
A driving electrode portion 12 for driving the movers 2A and 2B is formed on one inner surface of the stator frame 3A, for example, the upper surface 3A-1. Further, on another inner surface facing the upper surface, for example, the lower surface 3A-2, a holding electrode portion 14 for holding the movers 2A and 2B at the position is formed.
[0029]
The driving electrode portion 12 is formed by patterning a desired shape on the surface of the glass plate 13 as shown in FIG. 3B, and a predetermined direction, for example, a direction intersecting with the longitudinal direction of the stator 3, That is, a plurality of electrodes extending in the transverse direction are arranged in parallel. The glass plate 13 having the driving electrode portion 12 is fitted to the inner surface 3A-1 of the stator 3. Further, the width of one of the electrodes 12A to 12D of the drive electrode portion 12 is about 20 microns. Further, the interval between the electrodes 12A to 12D of the drive electrode portion 12 is about 20 microns, and the electrodes 12A to 12D are arranged at a pitch of about 40 microns.
[0030]
A holding electrode portion 14 is formed on the inner surface 3A-2 of the stator frame 3A facing the driving electrode portion 12. The holding electrode portion 14 is formed in a predetermined direction on the surface of the glass plate 15 by patterning into a desired shape. The glass plate 15 on which the holding electrode portion 14 is formed is fitted to the surface 3A-2 of the inner wall of the stator 3. The holding electrode portion 14 includes five electrodes corresponding to three movable element side fixed electrodes 5 of the first movable element 2A and two movable element side fixed electrodes 11 of the second movable element 2B described later. Are formed in parallel. As shown in FIG. 3 (c), the five holding electrode portions 14 are arranged side by side in most regions including the central region on the glass plate 15, and one of the holding electrodes 14 in the longitudinal direction on the glass plate 15 is arranged. In the side region, the three holding electrode portions 14 </ b> A corresponding to the mover side fixed electrode 5 are electrically connected at the end of the glass plate 15, and the two holding electrode portions 14 </ b> A corresponding to the mover side fixed electrode 11 are connected. The holding electrode portions 14B are electrically connected to each other in the other side region in the longitudinal direction on the glass plate 15. As described above, the holding electrode portions 14A and 14B are arranged electrically independently so as to control the first and second movable elements 2A and 2B independently.
[0031]
In addition, the side inner surfaces 3A-3 and 3A-4 of the stator frame 3A prevent the side surfaces of the first and second movable elements 2A and 2B from directly contacting the inner surfaces 3A-3 and 3A-4. A stopper 16 is extended in the longitudinal direction so as to protrude into the inside. Similarly, stoppers 16 are provided on the inner surfaces 3A-1 and 3A-2 so that the movers 2A and 2B and the drive electrode portions 12 and 14 do not directly contact each other.
[0032]
Next, the structure of the two movers 2A and 2B will be described in detail.
[0033]
1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is a substantially rectangular parallelepiped support body formed with the electrically conductive material which has a hollow part, each electrode 4,5,8,11 formed in the surface, and its hollow part And the wirings 7 and 10 for removing charges from the support. The support and the electrodes 4 and 5 may be formed integrally.
[0034]
The first movable element 2A and the second movable element 2B are inserted into the through hole so as to be separated from each other and movable in a predetermined direction.
[0035]
The first movable element 2A is provided with the movable element side driving electrode 4 on the surface, for example, the upper surface, of the first movable element 2A facing the stator-side driving electrode section 12, and facing the holding electrode section 14. A movable element side fixed electrode 5 is provided on the surface, for example, the lower surface of 2A. The movable element side driving electrode 4 has a plurality of protrusion-like stripes extended by etching so as to cross the longitudinal direction, that is, the moving direction, and is arranged in parallel in the longitudinal direction. Further, the movable element side fixed electrode 5 is extended in this moving direction, and a plurality of protrusion-like stripes are formed by etching so as to be juxtaposed in the transverse direction. The movable element side driving electrode 4 is formed in a concavo-convex shape, the interval is about 20 microns, and the height of the convex portion is about 10 microns from the surface in the concave portion. That is, the convex end face of the movable element side driving electrode 4 is equal to the width of one electrode 12A to 12D of the driving electrode section 12, and the concave bottom surface of the movable element side driving electrode 4 is the electrode 12A. The recesses or projections of the movable element side drive electrodes 4 are arranged at a pitch of approximately 40 microns.
[0036]
In the actuator shown in FIG. 3A, the first movable element 2A is provided with three fixed electrodes 5 extending in the longitudinal direction and arranged in parallel in the transverse direction. In addition, a plurality of lenses 6 having optical axes aligned with each other are fixed in the hollow portion of the first movable element 2A.
[0037]
The second movable element 2B is provided with a movable element side driving electrode 8 having the same shape and dimension as the movable element side driving electrode 4 of the first movable element 2A. A lens 9 is fixed in the movable element 2B in the same manner as the lens 6. By changing the arrangement of the lenses 6 and 9, the lens system constituted by both is zoomed between wide and tele, and the subject is focused according to the zoomed focal length. Similarly, the second movable element 2B is provided with two fixed electrodes 11 extending in the longitudinal direction and arranged in parallel in the transverse direction. The fixed electrode 11 is formed by etching.
[0038]
As is apparent from the above description, the concave and convex portions of the movable element side driving electrodes 4 and 8 are substantially parallel, and the concave and convex shapes of the movable element side fixed electrodes 5 and 11 are also provided substantially parallel. The movable element side driving electrodes 4 and 8 and the movable element side fixed electrodes 5 and 11 are in a relationship in which their extending directions intersect with each other, and the movable element side fixed electrodes 5 and 11 extend in the longitudinal direction thereof. In the lateral direction, they are arranged in parallel so as not to overlap each other.
[0039]
Such first and second movers 2A and 2B are arranged in the moving direction, that is, in the longitudinal direction, and can move independently of each other.
[0040]
The operation of the actuator having such a structure will be described with reference to FIG.
[0041]
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state in which the first and second movers 2A and 2B are inserted into the stator frame 3A, and FIG. 4B shows the state shown in FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line XX and viewed from the direction of the arrow, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. 4A and viewed from the direction of the arrow.
[0042]
As shown in FIG. 4A, the drive electrode unit 12 is composed of a plurality of electrode groups in which each group arranged along the moving direction is composed of four-phase electrodes 12A to 12D. The drive electrodes 12 </ b> A to 12 </ b> D are connected to the control unit 19 and driven by receiving a control voltage signal from the control unit 19. That is, a group of a plurality of drive electrodes 12A to 12D is arranged in the longitudinal direction, and one drive electrode 12A to 12D is connected in common to the corresponding drive electrode 12A to 12D of the other group and connected to the control unit 19. The voltage signals are connected and applied independently to the driving electrodes 12A to 12D of each group. For example, when a voltage is applied to the drive electrode 12A, a voltage signal is applied to the convex portions corresponding to the drive electrodes 12A in all groups of the electrode portion 12.
[0043]
As shown in FIG. 4D, the width Wm of the fixed electrode 5 or 11 of the mover 2A or 2B and the width Ws of the stator electrode 14 of the stator 3 are such that the mover 2A or 2B is in the frame of the stator 3. Even if it moves in the transverse direction, it is necessary to set it to be larger than the movement length (ΔL). This moving length ΔL is determined by the width (Lm) of the mover 2A or 2B when the mover 2A or 2B comes into contact with the stopper 16 provided on one side surface of the stator 5 or 11, and the stator 5 or 11. This corresponds to the difference in the distance (Ls) between the stoppers provided on one of the side surfaces. The reason why the widths Wm and Ws are determined to be larger than the movement length (ΔL) is that when the mover moves in the side surface direction by ΔL, the opposing electrodes 5 and 14 may be disengaged, and the area where the overlap overlaps becomes extremely small. This is because the force for fixing the mover 2A cannot be generated.
[0044]
Also, the space between the electrodes 5, 11 or 14 must be wider than ΔL, and the increase in the number of fixed electrodes also increases the portion without electrodes, which is disadvantageous for generating a suction force. It becomes a condition.
[0045]
Further, when each of the movers 2A and 2B is one electrode, if each of them is provided on the left or right of the central region, each of the movers 2A and 2B should be provided symmetrically with respect to the traveling direction. I can't. As a result, there is a risk that the movers 2A, 2B will be moved in an unstable manner during driving, and each of the movers 2A, 2B needs to be provided with at least two electrodes.
[0046]
Accordingly, in a small actuator, for example, in a structure having two stator electrodes as stator electrodes, two electrodes are provided on one of the movers 2A and 2B, and three on the other mover 2A and 2B. A combination in which three electrodes are provided, or a combination in which three electrodes are provided on one of the movable elements 2A and 2B and four electrodes are provided on the other movable elements 2A and 2B is preferable.
[0047]
Here, the operation of the first and second movers 2A and 2B has the following four operation modes, and each operation mode will be described.
[0048]
(1) When both the first and second movers 2A and 2B are moved to the right in FIG. (Hereinafter, it is simply referred to as operation mode (1).) This operation corresponds to a focusing mode for focusing the lens system on the subject.
[0049]
(2) When both the first and second movers 2A and 2B are moved in the left direction in FIG. (Hereinafter, simply referred to as operation mode (2).) This operation corresponds to a focusing mode in which the focus of the lens system is similarly adjusted to the subject.
[0050]
(3) When the first movable element 2A is fixed and only the second movable element 2B is moved to the left or right in FIG. (Hereinafter, simply referred to as operation mode (3).) This operation corresponds to a zooming mode in which the lens system is switched to the tele or wide side.
[0051]
(4) The second movable element 2B is fixed and only the first movable element 2A is moved in the left or right direction in FIG. (Hereinafter, it is simply referred to as operation mode (4).) This operation corresponds to a zooming mode in which the lens system is switched to the tele or wide side.
[0052]
The four operation modes described above will be described below.
[0053]
(1) The operation mode (1) for moving both the first and second movers 2A and 2B in the right direction in FIG. 4A is realized in the following order.
[0054]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded. In this state, the voltage H is applied to the drive electrode 12A as shown in FIG. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrode 12A are attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrode 12A. Accordingly, the first and second movers 2A and 2B are moved to the glass plate 13 side.
[0055]
(2) Next, at time t1, the voltage of the drive electrode 12A is changed to the low level L, and the voltage H is applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f). Is done. Accordingly, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, and the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side and is held by the movable element side fixed electrode 5. Adsorbed to the electrode portion 14A. Further, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. Adsorbed to the electrode portion 14B.
[0056]
(3) Next, at time t2, the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L, and the voltage H is applied to the driving electrode 12B as shown in FIG. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrode 12B are attracted to the drive electrode 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrode 12B. Accordingly, the first and second movers 2A and 2B are moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 4A by one stripe of the drive electrode section 12, that is, by one pitch.
[0057]
(4) Next, at time t3, the voltage of the drive electrode 12B is changed to the low level L, and the voltage H is applied to the holding electrode portions 14A and 14B again as shown in FIGS. 5E and 5F. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0058]
(5) Further, the voltage of the holding electrode portions 14A and 14B is changed to the low level L at time t4, and the voltage is applied to the driving electrode 12C as shown in FIG. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrode 12C are attracted to the drive electrode 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrode 12C. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 4A by two stripes of the drive electrode portion 12, that is, by two pitches.
[0059]
(6) Next, at time t5, the voltage of the drive electrode 12C is changed to the low level L, and the voltage is again applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f). Is done. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, and the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side so that the movable element side fixed electrode 11 is It is adsorbed by the holding electrode portion 14B.
[0060]
(7) Next, at time t6, the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L, and the voltage is applied to the driving electrode 12D as shown in FIG. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrode 12D are attracted to the drive electrode 12D by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrode 12D. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 4A by three stripes of the drive electrode portion 12, that is, by three pitches.
[0061]
(8) Next, at time t7, the voltage of the driving electrode 12D is changed to the low level L, and the voltage is again applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f). Is done. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0062]
(9) Next, at time t8, the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L, and the voltage is again applied to the driving electrode 12A as shown in FIG. The mover side drive electrodes 4 and 8 near the drive electrode 12A are attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrode 12A. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, as compared with the case of (1), the four stripes of the drive electrode portion 12 are moved by 4 pitches in the right direction in FIG.
[0063]
The steps (1) to (9) as described above are repeated for the distance at which the first and second movers 2A and 2B are to be moved.
[0064]
(2) When both the first and second movers 2A and 2B are moved in the left direction in FIG.
[0065]
If the step (1) is performed in reverse, the first and second movers 2A and 2B can be moved in the left direction. That is, in the mode (1) described above, the movement is made in the order of (9), (8), (7), (6), (5), (4), (3), (2), (1). What is necessary is just to move each 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B by implementing each process repeatedly for a desired distance.
[0066]
Here, the modes {circle around (1)} and {circle around (2)} are focusing mode operations for focusing on the subject, and can be moved in either direction depending on the initial positions of the first and second movable elements 2A and 2B. For example, it is appropriately selected depending on whether focusing can be performed in a short time.
[0067]
(3) When the first movable element 2A is fixed and only the second movable element 2B is moved in the left or right direction in FIG.
[0068]
The case where the 2nd needle | mover 2B is moved to the right direction below is demonstrated.
[0069]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded as in the mode (1). As shown in FIG. 6F, a voltage is applied to the holding electrode portion 14B. An electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 5, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14B. As shown in FIG. 6E, when a voltage is applied to the holding electrode portion 14A, the first movable element 2A is attracted to the glass plate 15 and temporarily fixed.
[0070]
(2) Next, as shown in FIG. 6E, the voltage H is applied to the drive electrode 12A at the time t1, as shown in FIG. 6A, while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A. The The mover side drive electrode 8 near the drive electrode 12A is attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is attracted to the drive electrode 12A. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. On the other hand, since the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A, the first movable element 2A is maintained fixed to the glass plate 15 side.
[0071]
(3) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t2, as shown in FIG. 6 (f). Accordingly, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0072]
(4) Next, the voltage H is applied to the driving electrode 12B at time t3 as shown in FIG. 6B while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrode 12B is attracted to the drive electrode 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is attracted to the drive electrode 12B. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. Similarly, the first mover 2A is kept fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved by one stripe of the drive electrode portion 12 in the right direction in FIG.
[0073]
(5) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t4 as shown in FIG. 6 (f) while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode part 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is the holding electrode part. Adsorbed to 14B.
[0074]
(6) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, the voltage is applied to the driving electrode 12C at time t5 as shown in FIG. 6C. The mover side drive electrode 8 near the drive electrode 12C is attracted to the drive electrode 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is attracted to the drive electrode 12C. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. The first movable element 2A is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved by two stripes of the drive electrode portion 12 in the right direction in FIG.
[0075]
(7) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t6 as shown in FIG. 6 (f) while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the mover side fixed electrode 11, the second mover 2B is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 11 is used for holding. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0076]
(8) Next, the voltage is applied to the drive electrode 12D at time t7 as shown in FIG. 6D while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrode 12D is attracted to the drive electrode 12D by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 comes close to the drive electrode 12D. The second mover 2B is moved to the glass plate 13 side. The first mover 2A remains fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved in the right direction of FIG.
[0077]
(9) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, the voltage is applied to the holding electrode portion 14B at time t8 as shown in FIG. 6 (f). A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0078]
(10) Next, the voltage is applied to the drive electrode 12A at time t9 as shown in FIG. 6A while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 near the drive electrode 12A is attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is attracted to the drive electrode 12A. The second mover 2B is moved to the glass plate 13 side. Similarly, the first mover 2A is kept fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second mover 2B is moved by four pitches in the right direction of FIG.
[0079]
The steps (1) to (10) as described above are repeated for the distance for which the second mover 2B is to be moved to move the mover 2B.
[0080]
If the mover 2B is to be moved to the right, (1), (10), (9), (8), (7), (6), (5), It is possible to move the second mover 2B by repeatedly performing a distance desired to be moved in the order of (4), (3), and (2).
[0081]
(4) When the second movable element 2B is fixed and only the first movable element 2A is moved in the left or right direction in FIG.
[0082]
The case where the 1st needle | mover 2A is moved to the right direction below is demonstrated.
[0083]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded in the same manner as in the operation mode (1). As shown in FIG. 7E, a voltage is applied to the holding electrode portion 14A. An electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 11, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is the holding electrode portion. Adsorbed to 14A. Here, as shown in FIG. 7F, when a voltage is applied to the holding electrode portion 14B, the second movable element 2B is attracted to the glass plate 15 and is maintained fixed. .
[0084]
(2) Next, as shown in FIG. 7 (f), the voltage H is applied to the drive electrode 12A at time t1, as shown in FIG. 7 (a), while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. Is done. Therefore, the mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrode 12A is attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is attracted to the drive electrode 12A. As a result, the first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. On the other hand, since the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B, the second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side.
[0085]
(3) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t2, as shown in FIG. 7E, while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 5, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is the holding electrode portion. Adsorbed to 14A.
[0086]
(4) Next, the voltage H is applied to the drive electrode 12B at time t3 as shown in FIG. 7B while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrode 12B is attracted to the drive electrode 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is attracted to the drive electrode 12B. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, the first movable element 2A is moved by one stripe of the driving electrode portion 12, that is, by one pitch, in the right direction in FIG. 4A compared with the case of (1).
[0087]
(5) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t4 as shown in FIG. 7E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0088]
(6) Next, the voltage H is applied to the driving electrode 12C at time t5 as shown in FIG. 7C while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 near the drive electrode 12C is attracted to the drive electrode 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is attracted to the drive electrode 12C. Accordingly, the first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by two stripes of the drive electrode portion 12, that is, two pitches, in the right direction in FIG.
[0089]
(7) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t6 as shown in FIG. 7E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0090]
(8) Next, the voltage H is applied to the drive electrode 12D at time t7 as shown in FIG. 7D while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrode 12D is attracted to the drive electrode 12D by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is attracted to the drive electrode 12D. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. Again, the second movable element 2B remains temporarily fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by three stripes of the drive electrode portion 12, that is, three pitches, in the right direction in FIG.
[0091]
(9) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t8 as shown in FIG. 7E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0092]
(10) Next, the voltage H is applied to the drive electrode 12A at time t9 as shown in FIG. 7A while the voltage is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrode 12A is attracted to the drive electrode 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 comes close to the drive electrode 12A. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second mover 2B remains temporarily fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by four pitches in the right direction of FIG.
[0093]
The steps (1) to (10) as described above are repeated by a distance to move the first movable element 2A, and the first movable element 2A is moved.
[0094]
Further, when it is desired to move the first movable element 2A in the left direction, in the operation mode (3), (1), (10), (9), (8), (7), (6), (5), (4), (3), (2) are repeated in order of the distance to be moved, and the first mover 2A is moved.
[0095]
Here, the operation modes {circle over (3)} and {circle around (4)} are both operations performed for enlarging or reducing an image to be captured, and depending on the initial positions of the first and second movable elements 2A and 2B. It is assumed that it is appropriately selected which mover can be enlarged or reduced in a short time by moving the mover in the direction of.
[0096]
4B shows the time when the first movable element 2A has moved to the glass plate 13 side, and FIG. 4C shows the time when the second movable element 2B has moved to the glass plate 15 side. ing.
[0097]
In the actuator shown in FIG. 4A, the drive electrodes 12A to 12D of the drive electrode section 12 are set to be approximately equal to the width of the mover side drive electrodes 4 and 8, and to the arrangement pitch. ing. As a modified example of such an actuator, as shown in FIGS. 8A to 8C, the drive electrodes 12A to 12D of the drive electrode section 12 have the widths of the mover side drive electrodes 4 and 8. It may be set to 1/2 or less, and the arrangement pitch may be set to 1/4. In the actuator having such a structure, when the movers 2A and 2B are attracted to the drive electrodes 12A to 12D of the drive electrode section 12, respectively, the mover side drive electrodes 4 and 8 are each shown in FIG. ) To always face the two driving electrodes 12A to 12D as shown in FIG.
[0098]
FIGS. 9A to 9F, FIGS. 10A to 10F, and FIGS. 11A to 11F regarding the operation of the actuator shown in FIGS. Will be described below.
[0099]
(1) The operation mode (1) in which the first and second movers 2A, 2B are simultaneously moved rightward as shown in FIG. 8A is realized in the following order.
[0100]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded. In this state, a voltage H is applied to the drive electrodes 12A and 12B as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B are attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attached to the drive electrodes 12A and 12B. Adsorbed. Accordingly, the first and second movers 2A and 2B are moved to the glass plate 13 side.
[0101]
(2) Next, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the voltages of the drive electrodes 12A and 12B are changed to a low level L at time t1, and FIGS. 9 (e) and 9 (f). ), The voltage H is applied to the holding electrode portions 14A and 14B. Accordingly, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, and the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side and is held by the movable element side fixed electrode 5. Adsorbed to the electrode portion 14A. Further, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is It is adsorbed to the holding electrode portion 14B.
[0102]
(3) Next, as shown in FIGS. 9 (e) and 9 (f), the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L at time t2, as shown in FIGS. 9B and 9C. A voltage H is applied to the drive electrodes 12B and 12C. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrodes 12B and 12C are attracted to the drive electrodes 12B and 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrodes 12B and 12C. Adsorbed. Accordingly, the first and second movers 2A and 2B are moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 8A by one stripe of the drive electrode portion 12, that is, by one pitch.
[0103]
(4) Next, at time t3, the voltages of the drive electrodes 12B and 12C are changed to the low level L, and the voltage is again applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. H is applied. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 5, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is used for holding. Adsorbed to the electrode portion 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0104]
(5) Further, the voltage of the holding electrode portions 14A and 14B is changed to the low level L at time t4, and the voltage is applied to the driving electrodes 12C and 12D as shown in FIGS. 9C and 9D. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrodes 12C and 12D are attracted to the drive electrodes 12C and 12D by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrodes 12C and 12D. Is done. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 8A by two stripes of the drive electrode portion 12, that is, by two pitches.
[0105]
(6) Next, at time t5, the voltages of the drive electrodes 12C and 12D are changed to the low level L, and the voltage is again applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. 9 (e) and 9 (f). Is applied. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, and the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side so that the movable element side fixed electrode 11 is It is adsorbed by the holding electrode portion 14B.
[0106]
(7) Next, at time t6, the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L, and the voltage H is applied to the driving electrodes 12B and 12A as shown in FIGS. 9D and 9A. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrodes 12B and 12A are attracted to the drive electrodes 12B and 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrodes 12B and 12A. Adsorbed. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, compared with the case of (1), it is moved to the right of FIG. 8A by three stripes of the drive electrode portion 12, that is, by three pitches.
[0107]
(8) Next, at time t7, the voltage of the drive electrode 12A is changed to the low level L, and the voltage H is again applied to the holding electrode portions 14A and 14B as shown in FIGS. 9 (e) and 9 (f). Applied. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 5, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is used for holding. Adsorbed to the electrode portion 14A. In addition, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0108]
(9) Next, at time point t8, the voltages of the holding electrode portions 14A and 14B are changed to the low level L, and as shown in FIGS. 9A and 9B, the driving electrodes 12A and 12B are applied again. A voltage is applied. The mover side drive electrodes 4 and 8 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B are attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrodes 4 and 8 are attracted to the drive electrodes 12A and 12B. Is done. 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B is moved to the glass plate 13 side. At this time, compared to the case of (1), the four stripes of the drive electrode portion 12 are moved by 4 pitches in the right direction in FIG.
[0109]
The steps (1) to (9) as described above are repeated for the distance at which the first and second movers 2A and 2B are to be moved.
[0110]
(2) When both the first and second movers 2A and 2B are moved in the left direction in FIG. 4 (a), if the operation mode step (1) is performed in reverse, the first operation is performed in the left direction. The first and second movers 2A and 2B can be moved. That is, in the mode (1) described above, the movement is made in the order of (9), (8), (7), (6), (5), (4), (3), (2), (1). What is necessary is just to move each 1st and 2nd needle | mover 2A, 2B by implementing each process repeatedly for a desired distance.
[0111]
(3) When the first movable element 2A is fixed and only the second movable element 2B is moved in the left or right direction.
[0112]
Hereinafter, the case where the second movable element 2B is moved in the right direction as shown in FIG. 8B will be described.
[0113]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded in the same manner as in the operation mode (1). As shown in FIG. 10F, a voltage is applied to the holding electrode portion 14B. An electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the mover side fixed electrode 5, the second mover 2B is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is moved to the holding electrode portion 14B. To be adsorbed. As shown in FIG. 10E, when a voltage is applied to the holding electrode portion 14A, the first movable element 2A is adsorbed to the glass plate 15.
[0114]
(2) Next, as shown in FIG. 10E, the voltage is applied to the drive electrodes 12A and 12B at the time t1 as shown in FIGS. 10A and 10B while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. H is applied. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B is attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is adsorbed to the drive electrodes 12A and 12B. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. On the other hand, since the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A, the first movable element 2A is maintained fixed to the glass plate 15 side.
[0115]
(3) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t2, as shown in FIG. 10 (f). Therefore, a strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0116]
(4) Next, the voltage H is applied to the drive electrodes 12B and 12C at time t3 as shown in FIGS. 10B and 10C while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrodes 12B and 12C is attracted to the drive electrodes 12B and 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is adsorbed to the drive electrodes 12B and 12C. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. Similarly, the first mover 2A is kept fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved by one stripe of the driving electrode portion 12 in the right direction in FIG.
[0117]
(5) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t4 as shown in FIG. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode part 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is the holding electrode part. Adsorbed to 14B.
[0118]
(6) Next, the voltage is applied to the driving electrodes 12C and 12D at time t5 as shown in FIGS. 10C and 10D while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrodes 12C and 12D is attracted to the drive electrode 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 is adsorbed to the drive electrodes 12C and 12D. Therefore, the 2nd needle | mover 2B is moved to the glass plate 13 side. The first movable element 2A is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved in the right direction of FIG.
[0119]
(7) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B at time t6 as shown in FIG. 10 (f) with the voltage applied to the holding electrode portion 14A. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the mover side fixed electrode 11, the second mover 2B is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 11 is used for holding. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0120]
(8) Next, the voltage is applied to the drive electrodes 12D and 12A at time t7 as shown in FIGS. 10 (d), 10 (d) and 10A with the voltage applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrodes 12D and 12A is attracted to the drive electrodes 12D and 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 comes close to the drive electrodes 12D and 12A. The second mover 2B is moved to the glass plate 13 side. The first mover 2A remains fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved in the right direction of FIG.
[0121]
(9) Next, with the voltage applied to the holding electrode portion 14A, a voltage is applied to the holding electrode portion 14B at time t8 as shown in FIG. 10 (f). A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14B and the movable element side fixed electrode 11, the second movable element 2B is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 11 is held. It is adsorbed by the electrode part 14B.
[0122]
(10) Next, the voltage is applied to the drive electrodes 12A and 12B at time t9 as shown in FIGS. 10A and 10B while the voltage is applied to the holding electrode portion 14A. The mover side drive electrode 8 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B is attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 8 comes close to the drive electrodes 12A and 12B. The second mover 2B is moved to the glass plate 13 side. Similarly, the first mover 2A is kept fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the second movable element 2B is moved by four pitches in the right direction of FIG.
[0123]
The steps (1) to (10) as described above are repeated for the distance for which the second mover 2B is to be moved to move the mover 2B.
[0124]
If the mover 2B is to be moved to the right, (1), (10), (9), (8), (7), (6), (5), It is possible to move the second mover 2B by repeatedly performing a distance desired to be moved in the order of (4), (3), and (2).
[0125]
(4) When the second movable element 2B is fixed and only the first movable element 2A is moved leftward or rightward.
[0126]
Below, the case where the 1st needle | mover 2A is moved rightward as shown in FIG.8 (c) is demonstrated.
[0127]
(1) First, the driving electrodes 4 and 8 of the movers 2A and 2B are kept grounded in the same manner as in the operation mode (1). As shown in FIG. 11E, a voltage is applied to the holding electrode portion 14A. An electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 11, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is the holding electrode portion. Adsorbed to 14A. Here, as shown in FIG. 11 (f), when a voltage is applied to the holding electrode portion 14 </ b> B, the second movable element 2 </ b> B is adsorbed to the glass plate 15.
[0128]
(2) Next, as shown in FIG. 11 (f), the voltage H is applied to the drive electrodes 12A and 12B at time t1 as shown in FIG. 11 (a) while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. Is applied. Accordingly, the mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B is attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is adsorbed to the drive electrodes 12A and 12B. The As a result, the first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. On the other hand, since the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B, the second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side.
[0129]
(3) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t2, as shown in FIG. 11E, with the voltage H applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the mover side fixed electrode 5, the first mover 2A is moved to the glass plate 15 side, and the mover side fixed electrode 5 is the holding electrode portion. Adsorbed to 14A.
[0130]
(4) Next, the voltage H is applied to the drive electrodes 12B and 12C at time t3 as shown in FIG. 11B while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrodes 12B and 12C is attracted to the drive electrodes 12B and 12C by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is adsorbed to the drive electrodes 12B and 12C. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved to the right of FIG. 8C by one stripe of the drive electrode portion 12, that is, by one pitch.
[0131]
(5) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t4 as shown in FIG. 11E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0132]
(6) Next, the voltage H is applied to the drive electrodes 12C and 12D at time t5 as shown in FIGS. 12C and 12D while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrodes 12C and 12D is attracted to the drive electrodes 12C and 12D by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is adsorbed to the drive electrodes 12C and 12D. Accordingly, the first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second movable element 2B is maintained while being fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by two stripes of the drive electrode portion 12, that is, two pitches, in the right direction in FIG.
[0133]
(7) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t6 as shown in FIG. 11E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0134]
(8) Next, the voltage H is applied to the drive electrodes 12B and 12A at time t7 as shown in FIGS. 11D and 11A while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrodes 12B and 12A is attracted to the drive electrodes 12B and 12A by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 is adsorbed to the drive electrodes 12B and 12A. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. Again, the second movable element 2B remains temporarily fixed on the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by three stripes of the drive electrode portion 12, that is, three pitches, in the right direction in FIG. 8C.
[0135]
(9) Next, the voltage H is applied to the holding electrode portion 14A at time t8 as shown in FIG. 11E while the voltage H is applied to the holding electrode portion 14B. A strong electrostatic force is generated between the holding electrode portion 14A and the movable element side fixed electrode 5, the first movable element 2A is moved to the glass plate 15 side, and the movable element side fixed electrode 5 is the holding electrode. Adsorbed to the part 14A.
[0136]
(10) Next, the voltage H is applied to the drive electrodes 12A and 12B at time t9 as shown in FIGS. 11A and 11B with the voltage applied to the holding electrode portion 14B. The mover side drive electrode 4 in the vicinity of the drive electrodes 12A and 12B is attracted to the drive electrodes 12A and 12B by electrostatic force, and the mover side drive electrode 4 comes close to the drive electrodes 12A and 12B. The first mover 2A is moved to the glass plate 13 side. The second mover 2B remains temporarily fixed to the glass plate 15 side. At this time, as compared with the case of (1), the first movable element 2A is moved by four pitches in the right direction of FIG.
[0137]
The steps (1) to (10) as described above are repeated by a distance to move the first movable element 2A, and the first movable element 2A is moved.
[0138]
When the first mover 2A is to be moved in the right direction, in the step (3), (1), (10), (9), (8), (7), (6), ( 5), (4), (3), (2) are repeated in order of the distance to be moved, and the first movable element 2A is moved.
[0139]
Next, the relationship between the positions of the first and second movers 2A and 2B and the zooming magnification (magnification of enlargement or reduction) of the lens system will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b). .
[0140]
Usually, the control signal for zooming is sent to the control unit 19 in the device by the user input to an input unit such as a button or knob provided in a device such as a PDA equipped with an electrostatic actuator, Based on this input signal, it is generated by the control unit 19. The first and second movers 2A and 2B are driven in accordance with this control signal.
[0141]
First, FIG. 12A shows a longitudinal sectional view of the electrostatic actuator, and FIG. 12B is a graph showing the relationship between the axial position of the first and second movable elements 2A and 2B and the optical magnification. is there. In FIG. 12B, a curve P indicates the movement range of the first mover 2A, and a curve Q indicates the movement range of the second mover 2B. As is apparent from FIG. 12B, there is an area where the moving ranges of the first and second movers 2A and 2B overlap in the vicinity of the approximate center of the stator 3. In the graph of FIG. 12B, the origin of the horizontal axis is determined at one opening on the side of the stator 3 of the electrostatic actuator where the first mover 2A is provided.
[0142]
As shown in FIG. 12A, the CCD sensor 17 is placed on the image plane of the lenses 6 and 9 on the fixed plate 18 at the other opening of the stator 3 on the side where the second movable element 2B is provided. The fixing plate 18 is fixed to the other opening of the stator 3.
[0143]
Also, as shown in FIG. 12B, when the optical system is set to a certain optical magnification X, the first movable element 2A is arranged at the point E and the second movable element 2B is arranged at the point F. The Similarly, when the optical system has an optical magnification larger than the optical magnification X set to Y, the first movable element 2A is arranged at the point G and the second movable element 2B is arranged at the point H. When the optical system has an optical magnification larger than the optical magnification Y set to Z, the first movable element 2A is arranged at the point I and the second movable element 2B is arranged at the point J.
[0144]
When the first and second movers 2A and 2B are moved to a desired position corresponding to a desired optical magnification, the first and second movers 2A and 2B are first roughly operated, and then One of the first and second movers 2A and 2B is fixed, and the other movable mover is finely moved to set its position to a desired position. Next, the other mover whose position is set is fixed, and one mover is finely moved and set to a desired position (fine operation).
[0145]
The optical system is set to a desired magnification by moving the first and second movable elements 2A and 2B independently through the above-described operation mode steps (1) to (4). The
[0146]
In the embodiment described above, after the first and second movers 2A and 2B are coarsely operated, one of the movers is fixed, and the other mover is finely moved and set to a desired position. The system is set to optical magnification. However, the first and second movable elements 2A and 2B are controlled independently, so that the first and second movable elements 2A and 2B can be fixed without fixing the first and second movable elements 2A and 2B. The second optical element 2A, 2B may be moved directly to the desired position to obtain the desired optical magnification. Further, in such an operation, when the first movable element 2A moves to the driving electrode section 12 side or is temporarily fixed to the driving electrode section 12 side, the second movable element 2B is surely used. Is moved to the holding electrode portion 14B side or temporarily fixed to the holding electrode portion 14B. However, in the case of the latter operation, the time required for enlargement or reduction slightly increases compared to the former operation.
[0147]
In the first embodiment as described above, a desired optical magnification can be obtained by independently operating a plurality of movers for enlarging or reducing an image to be captured.
[0148]
Next, an actuator according to a second embodiment of this invention will be described with reference to FIGS.
[0149]
In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0150]
In the actuator according to the second embodiment, the movable element side fixed electrodes 5 and 11 are formed over substantially the entire lower surface of the first and second movable elements 2A and 2B.
[0151]
FIG. 13A is a side view schematically showing a mover of an actuator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a mover shown in FIG. FIG. 13C is a glass plate of the actuator according to the second embodiment of the present invention, and the mover shown in FIG. It is a top view which shows roughly the upper surface of the glass plate to be slid.
[0152]
A movable element side fixed electrode 5 having a shape as shown in FIG. 13B is provided on the lower surface of the first movable element 2A shown in FIG. The movable element side fixed electrode 5 is formed in a substantially comb shape having a planar extension within the lower surface of the first movable element 2A and having three projecting regions and two recessed regions therebetween on the second movable member 2B side. Has been.
[0153]
Further, as shown in FIG. 13B, a movable element side fixed electrode 11 is provided on the lower surface of the second movable element 2B. The movable element side fixed electrode 11 is formed in a substantially comb shape having a planar extension in the lower surface of the second movable element 2B and having three recessed areas on the first movable element 2A side and two protruding areas therebetween. Has been. As is apparent from FIG. 13B, the movable element side fixed electrodes 5 and 11 are formed in a complementary shape such that one recessed region is fitted to the other protruding region.
[0154]
Further, as shown in FIG. 13C, the holding electrode portions 14A and 14B spread flatly so as to be electrically separated at the central portion of the glass plate 15, and the movable portion side fixed electrodes are respectively provided at the central portions. It is formed in a shape corresponding to the shapes of 5 and 11. That is, in the central portion of the glass plate 15, the holding electrode portions 14A and 14B are formed in a complementary shape such that one recessed region is fitted to the other protruding region. The actuator having such a structure operates in the same manner as the actuator shown in FIG. However, the holding electrode portion 14A for temporarily fixing the first movable element 2A to the glass plate 15 side is formed only up to a substantially central portion of the glass plate 15, and the second movable element 2B. Since the holding electrode portion 14B for temporarily fixing the glass plate 15 to the glass plate 15 side is formed only up to the substantially central portion of the glass plate 15 where the holding electrode portion 14A is not formed, the first movable element 2A is The second movable element 2 </ b> B can only be moved from the opening to approximately half of the glass plate 15, and the second movable element 2 </ b> B can be moved only from the CCD sensor 17 to approximately half of the glass plate 15.
[0155]
Further, after the movement of the first and second movable elements 2A and 2B is completed, the first movable element 2A is connected to either one of the drive electrode portions 12 and 14A until the movement is newly started. The second movable element 2B is temporarily fixed to either one of the drive electrode portions 12 and 14B. In this fixed state, even when the main power supply of the apparatus on which the electrostatic actuator is mounted is turned off, the internal power supply is energized and kept being held.
[0156]
In the actuator according to the second embodiment as described above, a desired optical magnification can be obtained by independently operating a plurality of movers for enlarging or reducing an image to be captured.
[0157]
Further, the moving range of the first and second movers 2A and 2B is smaller than that of the first embodiment described above, but is damaged when the first and second movers 2A and 2B come into contact with each other. This eliminates the possibility and improves the reliability of the electrostatic actuator.
[0158]
Next, an actuator according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 14 (a) to 14 (c).
[0159]
As shown in FIG. 14B, in this actuator, the movable element side fixed electrodes 5 and 11 are formed in a flat plate shape.
[0160]
FIG. 14A is a side view schematically showing a mover according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a schematic view of the lower surface of the mover shown in FIG. FIG. 14C is a plan view schematically showing the upper surface of the glass plate of the actuator according to the third embodiment of the present invention.
[0161]
The movable electrode side fixed electrode 5 is formed in a flat plate shape as shown on the left side of FIG. However, it is assumed that the movable electrode-side fixed electrode 5 has at least half the area of the lower surface of the first movable element 2A and is not formed over the entire area. For example, the movable element side fixed electrode 5 is provided so as to be displaced in a predetermined direction and away from the movable element 2B.
[0162]
The movable element side fixed electrode 11 is formed in a flat plate shape as shown on the right side of FIG. However, the movable element side fixed electrode 11 has an area of at least half or more of the area of the lower surface of the second movable element 2B and is not formed over the entire area. For example, the movable element side fixed electrode 11 is provided so as to be displaced from the movable element 2 </ b> A by being displaced in the opposite direction to the predetermined direction.
[0163]
Further, the holding electrode portions 14A and 14B are each formed in a shape extending flatly as shown in FIG. That is, on the glass plate 15, two flat holding electrode portions 14A and 14B are formed apart from each other. The areas of the rectangular holding electrode portions 14A and 14B are set according to the movement range (optical magnification) of each mover, and may be substantially the same or different. Further, for example, the holding electrode portion 14A is arranged to be deviated in a predetermined direction on the glass plate 15, and the holding electrode portion 14B is arranged to be deviated on the opposite side to the predetermined direction on the glass plate 15. Is done.
[0164]
The actuator having such a structure operates in substantially the same manner as in the first embodiment described above. The first and second movers 2A and 2B can move only within the range in which the holding electrode portions 14A and 14B are formed, as in the second embodiment. In addition, after the movement of the first and second movable elements 2A and 2B is completed, the first movable element 2A is connected to any one of the drive electrode portions 12 and 14A until a new movement is started. The second movable element 2B continues to be temporarily fixed to any one of the drive electrode portions 12 and 14B. This fixed state is assumed to be energized and held by the internal power supply even when the main power supply of the device on which the electrostatic actuator is mounted is turned off.
[0165]
In the actuator having the structure described above, a desired optical magnification can be obtained by independently operating a plurality of movers for enlarging or reducing an image to be captured.
[0166]
Further, the moving range of the first and second movers 2A and 2B is smaller than that of the first embodiment, but may be damaged when the first and second movers 2A and 2B come into contact with each other. The reliability of the operation of the electrostatic actuator is improved.
[0167]
Further, the holding electrode portions 14A and 14B can be easily manufactured by making the shape of the flat plate-like quadrilateral, which contributes to a reduction in manufacturing cost.
[0168]
Next, a method for manufacturing the first and second movers 2A and 2B and the stator 3 in the first to third embodiments will be described with reference to FIGS.
[0169]
First, a method for manufacturing the stator 3 will be described with reference to FIGS. 15 (a) to 15 (c).
[0170]
15A is a plan view showing the parts of the mover in an expanded state, and FIG. 15B is a perspective view showing the parts of the mover shown in FIG. 15 (c) is a plan view schematically showing a state where the mover part is mounted on the mold in the manufacturing process of the stator frame, and FIG. 15 (d) is manufactured through the process of FIG. 15 (c). It is a perspective view which shows schematically the mover made.
[0171]
As shown in FIG. 15A, the components of the first mover 2A are the first flat plate 20 provided with the electrode 4, the second flat plate 21 provided with the electrode 5, the first and second plates. An arc-shaped first connection member 22 that connects the flat plates 20 and 21, an arc-shaped second connection member 23, and an abutment member 24 that is affixed to the first flat plate 20. On the surfaces of the first flat plate 20 and the second flat plate 21, concave and convex shaped movable element side driving electrodes 4 and movable element side fixed electrodes 5 are formed by etching. The first flat plate 20, the second flat plate 21, the first connecting members 22, 22, the second connecting members 23, 23, and the mating member 24 are integrally formed from a metal plate by press molding.
[0172]
Such parts of the first mover 2A are assembled by being folded as shown in FIG. The connection part of the 1st flat plate 20 and the 1st connection members 22 and 22 so that the mover side drive electrode 4 and the mover side fixed electrode 5 are arranged outside, the second flat plate 21 and the first The connection portion between the connection members 22 and 22, the connection portion between the second flat plate 21 and the second connection members 23 and 23, and the connection portion between the second connection members 23 and 23 and the mating member 24 are bent. After the bending, the contact member 24 and the first flat plate 20 are joined by spot welding or the like. The first and second connection members 22, 22, 23, and 23 are members that can elastically receive pressure from the outside, and the mover structure has flexibility.
[0173]
Next, as shown in FIG.15 (c), the components of the 1st needle | mover 2A are fixed with resin.
[0174]
To fix the first movable element 2A, molds 25A, 25B, 25C, and 25D that can be separated into four parts are used. Since the convex portions of the movable element side driving electrode 4 and the movable element side fixed electrode 5 are brought into contact with the inner surfaces of the molds 25A and 25B, a concave space is provided. The mold 25C, which is fixed by being sandwiched between the molds 25A and 25B, has a convex portion for fitting the step-shaped lens 6 on the surface facing the inner walls of the molds 25A and 25B. A mold 25D, which is fixed between the molds 25A and 25B so as to face the mold 25C, is in contact with the mold 25C and for driving the first and second flat plates 20 and 21 on the mover side. The electrode 4 and the mover side fixed electrode 5 are arranged with a gap with respect to the surface.
[0175]
First, the convex portions of the movable element side driving electrode 4 and the movable element side fixed electrode 5 of the first movable element 2A and the molds 25A and 25B are arranged so as to come into contact with each other.
[0176]
Next, the molds 25C and 25D are inserted into the gaps between the molds 25A and 25B so as to close the vertical direction of the first movable element 2A. The periphery of the first movable element 2A is covered with the molds 25A to 25D. At this time, the first flat plate 20 and the second flat plate 21 are urged against the molds 25A and 25B by the connecting members 22, 22, 23 and 23. The molds 25A to 25D are fixed so as not to move.
[0177]
Next, the resin is introduced into the gap from the resin introduction hole 26 penetrating a part of the mold 25B. At this time, the molds 25A to 25D are held at about 150 ° C. by a heating means such as a heater, and the resin is poured in a state where the resin is held at about 300 ° C. After the resin is poured, the temperature is gradually lowered to about room temperature with time, and the resin is solidified. By solidifying the resin, the first movable element 2A is fixed without being moved by the connecting members 22, 22, 23, 23.
[0178]
At this time, since the first and second flat plates 20 and 21 are always urged by the molds 25A and 25B with a constant elastic force, the first and second flat plates 20 and 21 have a substantially constant distance. Have. For this reason, the distance between the movable element side drive electrode 4 and the movable element side fixed electrode 5 of the first movable element 2A manufactured by solidifying the resin is substantially constant, and between the plurality of first movable elements 2A. An almost constant shape with no variation in manufacturing accuracy can be obtained.
[0179]
As shown in FIG. 15D, the lens 6 is provided on one surface of the first mover 2A in the axial direction.
[0180]
The mover 2B is also manufactured by the same manufacturing method as the first mover 2A as described above.
[0181]
Moreover, the resin to be flowed can improve the reliability of wiring to the movers 2A and 2B by using a conductive material mixed with carbon or the like.
[0182]
Next, the manufacturing of the stator frame 3 will be described with reference to the manufacturing diagrams of FIGS. 16 (a) to 16 (c).
[0183]
As shown in FIG. 16 (a), in the molds 30A and 30B separable into two holes, the outer shape of the stator frame 3 is formed in a state where the molds 30A and 30B are combined. Is provided.
[0184]
Initially, the molds 30A and 30B are in a separated state.
[0185]
It arrange | positions so that the back surface of the glass plates 13 and 15 with a substantially U-shaped cross section may contact the convex part of a pair of opposing surface 31A, 31B of metal mold | die 30A, 30B. Patterned driving electrode portions 12 and holding electrode portions 14 are formed on the surfaces of the glass plates 13 and 15 facing the back surface, and the driving electrode portions 12 and the holding electrode portions 14 face each other. The figure arrange | positioned at 31A, 31B. It should be noted that in FIG. 16B, the shape of these electrodes is shown by simplified glass plates 13, 15.
[0186]
The driving electrode portion 12 and the holding electrode portion are arranged so that the side surface of the rectangular parallelepiped core 32 shown in FIG. 16D is in contact with the convex portion of the surface 31c and is not in contact with the surface 31D. The molds 30A and 30B are combined so as to come into contact with the 14 edges 33. When the molds 30A and 30B are combined, as shown in FIG. 16C, the concave portions of the driving electrode portion 12 and the holding electrode portion 14 and the concave portions of the core 32, the surface 31D, and the surface 31c are The figure which is non-contact. In FIG. 16C, the details of the shapes of the molds 30A and 30B are partially omitted.
[0187]
Further, the core 32 and the surfaces 34A, 34B, and 34D are not in contact with each other, and the core 32 is in contact with the convex portion of the surface 34C.
[0188]
Resin is poured into the gap between the core 32 and the surfaces 34A to 34D. At this time, the molds 30A and 30B are held at about 150 ° C. by a heating means such as a heater, and the resin is poured into the gap while being held at about 300 ° C. After the resin is poured, the temperature is gradually lowered to about room temperature with time, and the resin is solidified.
[0189]
The core 32 is taken out after a predetermined time has elapsed (after the resin is solidified), and the molds 30A and 30B are separated to obtain the stator 3 having a desired shape.
[0190]
The first and second movers 2A and 2B, the stator 3 and the glass plates 13 and 15 thus manufactured are combined to make up an electrostatic actuator.
[0191]
Next, another method for manufacturing the mover will be described with reference to FIGS.
[0192]
As shown in FIG. 17A, the mover side drive electrode 4 is formed by processing a silicon substrate, and the concave and convex shape of the mover side drive electrode 4 is preferably one surface of the silicon substrate. It is formed by etching so as to have a concavo-convex shape having a size of the order of several microns. Etching is substantially the same as the method performed for high integration of LSI, and may be either wet etching or dry etching.
[0193]
Further, as shown in FIG. 17B, the mover main body 35 is formed by assembling flat plates formed of conductive resin into a rectangular parallelepiped shape. A lens 6 is mounted in the axial direction of the mover main body 35, and a pad portion 36 for connecting a ground wiring 7 connected to the ground is formed on a part of the side surface of the mover main body 35. .
[0194]
The mover side driving electrode 4 and the mover main body 35 manufactured in this way harden the mover side fixed electrode 5 on the upper surface of the mover main body 35 with, for example, ultraviolet rays, as shown in FIG. The first movable element 2A is manufactured by pasting with an acrylic adhesive.
[0195]
An electrostatic actuator is manufactured by combining the first movable element 2A and the stator 3 manufactured as described above.
[0196]
Next, the manufacturing method of a needle | mover is demonstrated with reference to FIG.
[0197]
FIG. 18 is an explanatory diagram of a method for manufacturing the mover, in which the molds 37A to 37D are combined and a resin is injected into the gaps of the molds 37A to 37D to form the first mover 2A. A mold 37D having a length reaching the mold 37C is used.
[0198]
Here, the resin poured into the spaces of the molds 37 </ b> A to 37 </ b> D is a mixture of conductive carbon particles 38 and carbon fibers 39. The carbon particles 38 have a substantially spherical shape with a diameter of several microns, and the carbon fiber 39 has a rod shape with a diameter of about 10 microns and a length of several tens of microns. By solidifying this resin, the first movable element 2A having no lens is manufactured.
[0199]
In such a manufacturing method, the convex shape of the movable element side driving electrode 4 and the movable element side fixed electrode 5 of the first movable element 2A is formed, for example, at intervals of about 20 microns. There is a possibility that the carbon fiber 39 does not enter between the adjacent convex portions 40 (that is, the concave portions 41). However, even if the carbon fibers 39 do not enter the concave portions due to the mixing of the carbon particles 38. Since the carbon particles 38 enter, the first mover 2A having good conductivity can be obtained.
[0200]
Even if it is not a conductive resin, it can be made conductive by plating after the treatment, and although there is a drawback that the manufacturing process increases, good conductivity can be ensured. .
[0201]
Next, another method for manufacturing the mover and the stator will be described with reference to FIG.
[0202]
FIG. 19 is an explanatory view of a manufacturing method of the mover and the stator. The first and second movers 2A and 2B and the first and second movers 2A and 2B are inserted into the mold 42A. The stator 3 is formed in the same mold. FIG. 19 shows an example of a mold in which two stators and a mover are formed.
[0203]
The shapes of the molds of the first and second movers 2A and 2B are substantially the same as those shown in FIG. 18, and the shape of the mold in which the shape of the stator 3 is formed is as shown in FIG. Is substantially the same as that shown in FIG. The shape of the mover side driving electrode 4 and the mover side fixed electrode 5 is formed on a pair of inner surfaces 43A-43B of the first mover 2A facing each other. Further, the shapes of the drive electrode portion 12 and the holding electrode portion 14 are formed on a pair of inner surfaces 44A and 44B facing each other of the stator 3 mold.
[0204]
By using the molds 42A and 42B having such a structure, the first and second movable elements 2A and 2B and the stator frame 3 with little variation in dimensional accuracy can be produced in large quantities in a short period of time.
[0205]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, if the position of two movers is detected by an optical sensor or the like and the mover collides, one of them can be temporarily fixed to prevent the collision.
[0206]
Further, three or more movers inserted into the stator may be provided in order to obtain a desired magnification, instead of two.
[0207]
Moreover, the shape of the first bonding member and the second bonding member may be any shape as long as the shape has elastic characteristics.
[0208]
【The invention's effect】
As described above, according to the electrostatic actuator of the present invention, a plurality of movers can be operated independently of each other. Therefore, when the electrostatic actuator of the present invention is applied to an optical apparatus such as a camera. A zooming function for enlarging or reducing an image to be picked up can be realized, and a focus function for focusing on a subject can also be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a movable element extracted from a stator in a conventional electrostatic actuator.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a structure in a conventional electrostatic actuator.
FIG. 3 (a) is a perspective view schematically showing a structure of the electrostatic actuator according to the first embodiment of the present invention, with a pair of movers extracted from a stator frame. It is a perspective view, (b) is a perspective view schematically showing the arrangement of the stator electrodes of the drive side stator shown in (a), and (c) is (a) It is a perspective view which shows roughly the stator electrode arrangement | sequence of the stator of the side holding the needle | mover shown by FIG.
4 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing the internal structure of the electrostatic actuator shown in FIG. 3 (a), and FIG. 4 (b) shows the electrostatic actuator shown in FIG. (C) is a cross-sectional view schematically showing the electrostatic actuator shown in (a) by cutting along the YY line, and (D) is sectional drawing which shows roughly the relationship between the number of the fixed electrodes of a needle | mover, and a side surface gap in the electrostatic actuator shown by (a).
FIGS. 5A to 5F are timing charts showing voltages applied to stator electrodes when two movable elements are simultaneously moved in the same direction in the electrostatic actuator shown in FIG. It is.
FIGS. 6A to 6F are timings showing voltages applied to stator electrodes when one of the two movers is moved in a certain direction in the electrostatic actuator shown in FIG. 4A. It is a chart.
7A to 7F are timings showing voltages applied to stator electrodes when the other of the two movers is moved in a certain direction in the electrostatic actuator shown in FIG. 4A. It is a chart.
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views schematically showing an operation state of two movers, which are modifications of the electrostatic actuator shown in FIG. 4A. FIGS.
FIGS. 9A to 9F are timing charts showing voltages applied to the stator electrodes when two movers are simultaneously moved in the same direction as shown in FIG. 8A; .
FIGS. 10A to 10F are timing charts showing voltages applied to the stator electrodes when one of the two movers is moved in a certain direction as shown in FIG. 8B; is there.
11A to 11F are timing charts showing voltages applied to the electrodes of the stator when the other of the two movers is moved in a certain direction as shown in FIG. 8C. is there.
12A is a longitudinal sectional view schematically showing an internal structure of an electrostatic actuator according to a modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 12B is shown in FIG. It is a graph showing the relationship between the position of the 1st and 2nd needle | mover in an electrostatic actuator, and optical magnification.
FIG. 13A is a longitudinal sectional view schematically showing a movable element of an electrostatic actuator according to a modification of the second embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a movable view shown in FIG. It is a top view which shows schematically the electrode pattern of the lower surface of a child, and (c) is an electrode on the glass plate of the stator of the electrostatic actuator incorporating the mover shown in (a) and (b) It is a top view which shows a pattern roughly.
14 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing a movable element of an electrostatic actuator according to a modification of the second embodiment of the present invention, and FIG. 14 (b) is a movable view shown in FIG. 14 (a). It is a top view which shows schematically the electrode pattern of the lower surface of a child, and (c) is an electrode pattern on the glass plate of the stator of the electrostatic actuator incorporating the mover shown in (a) and FIG. It is a top view which shows roughly.
15 (a) is a plan view schematically showing an exploded part of the mover of the electrostatic actuator shown in FIG. 4 (a), and FIG. 15 (b) is shown in FIG. 15 (a). It is a perspective view which shows the state which assembled the needle | mover component, (c) is a cross section which shows schematically the metal mold | die incorporating the component of the needle | mover shown by (b), and the needle | mover component. It is a figure and (d) is a perspective view which shows roughly the needle | mover made with the metal mold | die shown in (c).
16 (a) is a perspective view schematically showing a part of a mold for manufacturing the stator of the electrostatic actuator shown in FIG. 4 (a), and (b) is a schematic view. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a glass plate for manufacturing the stator of the electrostatic actuator shown in FIG. 4 (a), and (c) is a mold of the stator shown in (a). FIG. 4 is a perspective view schematically showing a part of an assembly structure with a glass plate attached thereto, and (d) is a schematic view of a core attached to a stator mold shown in (c). It is a perspective view shown in FIG.
17A is a perspective view schematically showing electrodes of a mover used in the method for manufacturing an electrostatic actuator of the present invention, and FIG. 17B is a method for manufacturing the electrostatic actuator of the present invention. It is a perspective view which shows the mover main body used schematically, and (c) is the movable made by fixing the electrode of the mover shown in (a) to the mover main body shown in (b). It is a perspective view which shows a child roughly.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view schematically showing a mover and a mover mold used in the method of manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention.
FIG. 19 is a plan view schematically showing a mold of a mover and a stator used in the method for manufacturing an electrostatic actuator of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. . . Electrostatic actuator
2A, 2B. . . First and second mover
3. . . stator
3A. . . Stator frame
4,8,5,11. . . Movable electrode
4,8. . . Driving electrode
6,9. . . lens
5,11. . . Fixing electrode
12 . . Stator electrode
14, 14A, 14B. . . Holding electrode
12A-12D. . . electrode
13,15. . . Glass plate
22, 22, 23, 23. . . Connecting member
25A-25D. . . Mold

Claims (16)

移動方向に沿って配列され、その夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
から構成されることを特徴とする静電アクチュエータ。
Are arranged along the moving direction, a first stator electrode people her husband is extended along a direction intersecting the movement direction,
A second stator electrode disposed opposite to the first stator electrode and extending along the moving direction;
A third stator electrode disposed facing the first stator electrode and extending along the moving direction so as to be electrically separated from the second stator electrode;
Movably disposed along the inside of the space defined in the moving direction between the first of said stator electrode second and third stator electrode, to face the first stator electrode , Facing the first mover electrode and the second stator electrode arranged along the moving direction and extending along the direction intersecting the moving direction, and extending along the moving direction. A first mover comprising a second mover electrode that is exposed;
The moving space is arranged so as to be movable independently of the first mover along the moving direction, is opposed to the first stator electrode, is arranged along the moving direction, and the moving direction. A third mover electrode extending along a direction crossing the first mover electrode and a fourth mover electrode facing the third stator electrode and extending along the moving direction. A second mover;
An electrostatic actuator comprising:
前記第1及び第2の可動子内には、レンズが内蔵されていることを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。    The electrostatic actuator according to claim 1, wherein lenses are built in the first and second movable elements. 前記第1の固定子電極、第1の可動子電極及び第3の可動子電極は、互いにほぼ並行に且つ等ピッチで配置され、互いに等しい幅を有することを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。    The first stator electrode, the first mover electrode, and the third mover electrode are arranged substantially in parallel with each other at an equal pitch, and have the same width as each other. Electrostatic actuator. 第1の可動子電極及び第3の可動子電極は、互いにほぼ並行に且つ等ピッチで配置され、互いに等しい幅を有することを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。    The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the first mover electrode and the third mover electrode are arranged substantially in parallel with each other at an equal pitch, and have the same width. 前記第1の固定子電極は、第1の可動子電極及び第3の可動子電極のピッチの1/4ピッチで配置されていることを特徴とする請求項4に記載の静電アクチュエータ。    5. The electrostatic actuator according to claim 4, wherein the first stator electrode is arranged at a quarter pitch of the pitch of the first and third mover electrodes. 前記第2の可動子の前記第4可動子電極が前記固定子の前記第3固定子電極に吸引されて前記第2の可動子が固定された状態で前記移動空間内を前記第1の可動子が移動することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。    The first movable member in the moving space in a state where the fourth movable member electrode of the second movable member is attracted to the third stator electrode of the stator and the second movable member is fixed. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the child is movable. 第1及び第2の駆動信号を前記第1及び第2の固定子電極に供給して前記第1の可動子を移動方向に移動し、保持信号を前記第3の固定子電極に供給して第2の可動子を保持する駆動回路を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。Supplying first and second drive signals to the first and second stator electrodes, moving the first mover in a moving direction, and supplying a holding signal to the third stator electrode; The electrostatic actuator according to claim 1, further comprising a drive circuit that holds the second movable element. ある移動方向に沿って延びる空間をその内に規定する中空の固定子枠、この固定子枠の第1の内面に配置され、前記移動方向に沿って並列され、夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出される第1の固定子電極を含む第1の電極領域及び前記固定子枠の第1の内面に対向する第2の内面に配置され、前記移動方向に沿って延出され、互いに電気的に分離された第2及び第3の固定子電極を含む第2の電極領域を有する固定子と、
前記固定子内の空間に前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の電極領域に対向するように前記第1の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って並列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の電極領域に対向するように前記第2の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って延出される第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の電極領域に対向するように前記第1の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って並列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第2の電極領域に対向するように前記第3の固定子電極に対応して前記移動方向に沿って延出される第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
前記第1の固定子電極に第1の駆動信号を供給し、前記第2の固定子電極に第2の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給し、前記第3の固定子電極に第3の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給して第1及び第2の可動子の両方或いは一方を前記移動方向に沿って移動させる駆動回路と、を具備することを特徴とする静電アクチュエータ。
Hollow stator frame defining a space extending along a moving direction in them is disposed on the first inner surface of the stator frame, wherein in parallel along the moving direction, respectively intersect this direction of movement A first electrode region including a first stator electrode extending along a direction, and a second inner surface facing the first inner surface of the stator frame, and extending along the moving direction. A stator having a second electrode region comprising second and third stator electrodes electrically separated from each other;
Arranged in a space in the stator so as to be movable along the moving direction, and arranged in parallel along the moving direction corresponding to the first stator electrode so as to face the first electrode region; Along the moving direction corresponding to the second stator electrode so as to oppose the first mover electrode extending along the direction intersecting the moving direction and the second electrode region. A first mover comprising a second mover electrode extended;
Wherein the said first movable along the space in the moving direction is movably disposed independently, the moving in response to the first stator electrode to face the first electrode area Corresponding to the third stator electrode so as to face the third mover electrode and the second electrode region which are arranged in parallel along the direction and extend along the direction intersecting the moving direction. A second mover comprising a fourth mover electrode extending along the moving direction;
A first drive signal is supplied to the first stator electrode, a second drive signal or a holding voltage signal is supplied to the second stator electrode, and a third drive signal is supplied to the third stator electrode. An electrostatic actuator comprising: a drive circuit that supplies one of the drive signal and the holding voltage signal to move both or one of the first and second movers along the moving direction.
前記第1及び第2の可動子内には、レンズが内蔵されている請求項8に記載の静電アクチュエータ。    The electrostatic actuator according to claim 8, wherein lenses are built in the first and second movers. 前記第2の可動子の前記第4可動子電極が前記固定子の前記第3固定子電極に吸引されて前記第2の可動子が固定された状態で前記固定子内を前記第1の可動子が移動することが可能であることを特徴とする請求項8に記載の静電アクチュエータ。    The first movable part is moved in the stator in a state where the fourth movable part electrode of the second movable part is attracted to the third stator electrode of the stator and the second movable part is fixed. The electrostatic actuator according to claim 8, wherein the child is movable. 前記第2及び第3の固定子電極は、互いにほぼ並行に前記移動方向に沿って延出され、第2及び第4の可動子電極もまた互いにほぼ並行に前記移動方向に沿って延出されていることを特徴とする請求項8に記載の静電アクチュエータ。The second and third stator electrodes extend along the moving direction substantially parallel to each other, and the second and fourth mover electrodes also extend along the moving direction substantially parallel to each other. The electrostatic actuator according to claim 8, wherein the electrostatic actuator is provided. 前記第2及び第3の固定子電極は、前記移動方向に沿って広がる面電極であって前記移動方向で互いに分離されて配置され、前記第1及び第2の可動子は、第2及び第3の固定子電極が前記移動方向に沿って広がる範囲内で可動されることを特徴とする請求項8に記載の静電アクチュエータ。The second and third stator electrode, said being a surface electrode that extends along the moving direction is disposed are separated from each other in the moving direction, the first and second movable elements, the second and The electrostatic actuator according to claim 8, wherein the three stator electrodes are moved within a range extending along the moving direction. ある移動方向に沿って配列され、そのそれぞれがこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される移動空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を備えた中空の第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する中空の第2の可動子と、
前記第1の可動子中に前記移動方向に沿って配置された光軸を有する第1の光学レンズ系と、
前記第2の可動子中に前記移動方向に沿って配置された光軸を有する第2の光学レンズ系であって、第1及び第2のレンズ系の相対位置に従ってその光学倍率が定まり、第1及び第2のレンズ系の位置に従って結像面に被写体像が結像される第2の光学系と、
前記第1の固定子電極に第1の駆動信号を供給し、前記第2の固定子電極に第2の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給し、前記第3の固定子電極に第3の駆動信号又は保持電圧信号の一方を供給して第1及び第2の可動子の両方或いは一方を前記移動方向に沿って移動させる駆動回路と、から構成されることを特徴とする被写体像をその結像面に結像させる画像装置。
First stator electrodes arranged along a direction of movement , each extending along a direction intersecting the direction of movement;
A second stator electrode disposed opposite to the first stator electrode and extending along the moving direction;
A third stator electrode disposed facing the first stator electrode and extending along the moving direction so as to be electrically separated from the second stator electrode;
It said movably disposed along the moving direction to move the space defined between the first stator electrode and the second and third stator electrodes, opposed to the first stator electrode And facing the first mover electrode and the second stator electrode arranged along the moving direction and extending along the direction intersecting the moving direction, and along the moving direction. A hollow first mover with a second mover electrode extended ;
The moving space is arranged so as to be movable independently of the first mover along the moving direction, is opposed to the first stator electrode, is arranged along the moving direction, and the moving direction. A third mover electrode extending along a direction crossing the first mover electrode and a fourth mover electrode facing the third stator electrode and extending along the moving direction. A hollow second mover;
A first optical lens system having an optical axis disposed in the first mover along the moving direction;
A second optical lens system having an optical axis arranged in the moving direction in the second mover, the optical magnification of which is determined according to the relative position of the first and second lens systems; A second optical system in which a subject image is formed on an imaging plane according to the positions of the first and second lens systems;
A first drive signal is supplied to the first stator electrode, a second drive signal or a holding voltage signal is supplied to the second stator electrode, and a third drive signal is supplied to the third stator electrode. A driving circuit that supplies one of the driving signal and the holding voltage signal to move both or one of the first and second movable elements along the moving direction. An image device that forms an image on the image plane.
前記第2及び第3の固定子電極は、互いにほぼ並行に前記移動方向に沿って延出され、第2及び第4の可動子電極もまた互いにほぼ並行に前記移動方向に沿って延出されていることを特徴とする請求項13の画像装置。The second and third stator electrodes extend along the moving direction substantially parallel to each other, and the second and fourth mover electrodes also extend along the moving direction substantially parallel to each other. The image apparatus according to claim 13, wherein the image apparatus is provided. 前記第2及び第3の固定子電極は、前記移動方向に沿って広がる面電極であって前記移動方向で互いに分離されて配置され、前記第1及び第2の可動子は、第2及び第3の固定子電極が前記移動方向に沿って広がる範囲内で可動されることを特徴とする請求項13の画像装置。The second and third stator electrode, said being a surface electrode that extends along the moving direction is disposed are separated from each other in the moving direction, the first and second movable elements, the second and The image device according to claim 13, wherein the three stator electrodes are movable within a range that extends along the moving direction. 移動方向に沿って配列され、その夫々がこの移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の固定子電極と、
この第1の固定子電極に対向して配置され、前記移動方向に沿って延出される第2の固定子電極と、
前記第1の固定子電極に対向して配置され、前記第2の固定子電極とは電気的に分離されるように前記移動方向に沿って延出されている第3の固定子電極と、
前記第1の固定子電極と前記第2及び第3の固定子電極との間に規定される空間内を前記移動方向に沿って移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第1の可動子電極及び前記第2の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第2の可動子電極を具備する第1の可動子と、
前記移動空間内を前記移動方向に沿って前記第1の可動子とは独立に移動可能に配置され、前記第1の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って配列され、前記移動方向に交差する方向に沿って延出されている第3の可動子電極及び前記第3の固定子電極に対向し、前記移動方向に沿って延出されている第4の可動子電極を具備する第2の可動子と、
から構成される静電アクチュエータを駆動する方法において、
第1の駆動信号を前記第1の固定子電極に供給し、
第2の駆動信号を前記第2の固定子電極に供給し、
第1の保持信号を前記第2の固定子電極に供給し、
第3の駆動信号及び第2の保持信号の一方を前記第3の固定子電極に供給して前記第1及び第2の可動子の一方或いは両方を前記移動方向に沿って移動させることを特徴とする静電アクチュエータの駆動方法。
Are arranged along the moving direction, a first stator electrode people her husband is extended along a direction intersecting the movement direction,
A second stator electrode disposed opposite to the first stator electrode and extending along the moving direction;
A third stator electrode disposed facing the first stator electrode and extending along the moving direction so as to be electrically separated from the second stator electrode;
Movably disposed along the inside of the space defined in the moving direction between the first of said stator electrode second and third stator electrode, to face the first stator electrode , Facing the first mover electrode and the second stator electrode arranged along the moving direction and extending along the direction intersecting the moving direction, and extending along the moving direction. A first mover comprising a second mover electrode that is exposed;
The moving space is arranged so as to be movable independently of the first mover along the moving direction, is opposed to the first stator electrode, is arranged along the moving direction, and the moving direction. A third mover electrode extending along a direction crossing the first mover electrode and a fourth mover electrode facing the third stator electrode and extending along the moving direction. A second mover;
In a method for driving an electrostatic actuator comprising:
Supplying a first drive signal to the first stator electrode;
Supplying a second drive signal to the second stator electrode;
Supplying a first holding signal to the second stator electrode;
One of the third drive signal and the second holding signal is supplied to the third stator electrode, and one or both of the first and second movers are moved along the moving direction. And a driving method of the electrostatic actuator.
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