JP4429975B2 - Micro drive device - Google Patents
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Description
本発明は、静電アクチュエータを用いて小型の機能要素を微少量変位させる微小駆動装置に関する。 The present invention relates to a micro-driving device that displaces a small functional element by a small amount using an electrostatic actuator.
現在、光ディスク等のピックアップレンズを駆動させる機構や小型撮像モジュールのフォーカスレンズを駆動させる機構に代表されるように、小型の機能要素を微少量変位させる機構の需要が高まっている。 Currently, there is an increasing demand for a mechanism for displacing a small functional element by a small amount, as represented by a mechanism for driving a pickup lens such as an optical disk or a mechanism for driving a focus lens of a small imaging module.
一般的に、このような駆動機構には、ボイスコイルモータ等の電磁アクチュエータが用いられているが、更なる小型、軽量、低消費電力を目的として静電アクチュエータを用いた駆動機構が提案されている。 In general, an electromagnetic actuator such as a voice coil motor is used for such a drive mechanism. However, a drive mechanism using an electrostatic actuator has been proposed for further miniaturization, light weight, and low power consumption. Yes.
例えば、特許文献1によると、導体からなる固定子と誘電体からなる可動子を設け、可動子の一端を固定子で支持し、他端で被駆動部材を支持する。そして、電圧印加手段により、固定子と可動子間に電圧を印加することで、被駆動部材を駆動する方法が提案されている。 For example, according to Patent Document 1, a stator made of a conductor and a mover made of a dielectric are provided, one end of the mover is supported by the stator, and the driven member is supported by the other end. And the method of driving a to-be-driven member is proposed by applying a voltage between a stator and a needle | mover by a voltage application means.
しかしながら、特許文献1に記載されている構成は、可動子の一端を固定子で支持し、他端で被駆動部材を支持することで駆動機構を形成している。この場合、一般的な製造工程としては、初めに可動子を固定子もしくは被駆動部材のどちらか一方に形成し、他方については、可動子の先端に接着材や接続部材を用いて接続する必要がある。また、場合によっては電気的な導通や絶縁を考慮した接続も必要となる。さらに、駆動機構の小型化に応じて、固定子や可動子は極めて小型な部品となる。これにより、これらの要素部品を接続、固着する工程が非常に困難となる。 However, in the configuration described in Patent Document 1, one end of the mover is supported by the stator, and the driven member is supported by the other end to form a drive mechanism. In this case, as a general manufacturing process, the mover is first formed on either the stator or the driven member, and the other needs to be connected to the tip of the mover using an adhesive or a connecting member. There is. In some cases, connection in consideration of electrical continuity and insulation is also required. Furthermore, as the drive mechanism is downsized, the stator and the mover become extremely small parts. Thereby, the process of connecting and fixing these element parts becomes very difficult.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可動子(移動子)を固定子または被駆動部材に固着(接着)すること無く、極めて簡単な構成の小型な微小駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a small micro-driving device having an extremely simple configuration without fixing (adhering) a movable element (moving element) to a stator or a driven member. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、第一の固定子電極が形成された固定子と、移動子電極及び導電性弾性体が形成された移動子と、固定子及び移動子を対向して配置し、固定子及び移動子の間隔を一定値以下に保持するガイドと、を有し、移動子は機能要素を保持し、導電性弾性体の少なくとも一つは、絶縁層を介して第一の固定子電極に接触しており、第一の固定子電極と導電性弾性体との間に電位差を生じさせ、固定子と移動子の間隔を変化させることを特徴とする微小駆動装置を提供できる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a stator formed with a first stator electrode, a mover formed with a mover electrode and a conductive elastic body, A stator and a mover facing each other, and a guide for keeping a distance between the stator and the mover to a predetermined value or less, the mover holding a functional element, and at least one of conductive elastic bodies Is in contact with the first stator electrode through an insulating layer, and generates a potential difference between the first stator electrode and the conductive elastic body, thereby changing the distance between the stator and the mover. It is possible to provide a micro drive device characterized by the above.
また、本発明の好ましい態様によれば、絶縁層は、第一の固定子電極上に形成されていることが望ましい。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the insulating layer is formed on the first stator electrode.
また、本発明の好ましい態様によれば、絶縁層は、導電性弾性体が第一の固定子電極に接する場所に形成されていることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, it is desirable that the insulating layer is formed in the place where a conductive elastic body contact | connects a 1st stator electrode.
また、本発明の好ましい態様によれば、固定子に第二の固定子電極が形成され、導電性弾性体の少なくとも1つが第二の固定子電極に接触し、且つ電気的に接続していることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the stator is provided with the second stator electrode, and at least one of the conductive elastic bodies is in contact with and electrically connected to the second stator electrode. It is desirable.
また、本発明の好ましい態様によれば、移動子に突起部が形成され、ガイドに溝が形成され、ガイドに形成された溝に、突起部を挿入することで、移動子の回転を抑制することが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the protrusion is formed on the moving element, the groove is formed on the guide, and the protrusion is inserted into the groove formed on the guide, thereby suppressing the rotation of the moving element. It is desirable.
また、本発明の好ましい態様によれば、固定子に突起が形成され、固定子に形成された突起により、移動子の移動範囲を規定することが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that a protrusion is formed on the stator, and the movement range of the mover is defined by the protrusion formed on the stator.
また、本発明の好ましい態様によれば、ガイドに突起が形成され、ガイドに形成された突起により、移動子の移動範囲を規定することが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that a protrusion is formed on the guide, and the movement range of the moving element is defined by the protrusion formed on the guide.
また、本発明の好ましい態様によれば、導電性弾性体は、螺旋形状を有していることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the conductive elastic body has a spiral shape.
また、本発明の好ましい態様によれば、導電性弾性体は、屈曲形状を有していることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the conductive elastic body has a bent shape.
また、本発明の好ましい態様によれば、機能要素は、光学レンズであることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, it is desirable that a functional element is an optical lens.
また、本発明の好ましい態様によれば、機能要素は、ミラーであることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, it is desirable that a functional element is a mirror.
本発明に係る微小駆動装置は、具備し及び移動子を対向して配置し、固定子及び移動子の間隔を一定値以下に保持するガイドとを有している。また、移動子は機能要素を保持している。さらに、導電性弾性体の少なくとも一つは、絶縁層を介して第一の固定子電極に接触している。そして、第一の固定子電極と導電性弾性体との間に電位差を生じさせ、固定子と移動子の間隔を変化させる。このように、本発明では、固定子、移動子、導電性弾性体、固定子電極を単に接触させている構成である。このため、可動子を固定子または被駆動部材に固着(接合)すること無く、極めて簡単な構成の小型な微小駆動装置を提供できる。 The micro-driving device according to the present invention includes a guide that is provided and has a moving element facing each other and holds a distance between the stator and the moving element below a predetermined value. The mover holds functional elements. Further, at least one of the conductive elastic bodies is in contact with the first stator electrode through the insulating layer. Then, a potential difference is generated between the first stator electrode and the conductive elastic body, and the distance between the stator and the mover is changed. Thus, in the present invention, the stator, the movable element, the conductive elastic body, and the stator electrode are simply in contact with each other. For this reason, it is possible to provide a small micro-drive device having an extremely simple configuration without fixing (joining) the mover to the stator or the driven member.
以下に、本発明に係る微小駆動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a micro drive device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1〜図6を参照して本発明の実施例1に係る微小駆動装置100を説明する。図1は、本実施例の微小駆動装置の移動子120及び固定子130の側面図、図2は図1において移動子120を紙面下方から見た下面図、図3は移動子120に形成された導電性弾性体122を示す斜視図、図4は図1において固定子130を紙面上方から見た上面図、図5は本実施例に係る微小駆動装置の斜視図、図6はガイド部150を半透過した場合の側面図をそれぞれ示している。
A
図1及び図2に示すように、移動子基板121は、中空円筒形状を有している。移動子電極123は、移動子基板121上に形成されている。導電性弾性体122は、移動子電極123上に形成されている。移動子基板121と、導電性弾性体122と、移動子電極123とで移動子120を構成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、移動子基板121の中空部には、機能要素である光学レンズ110が保持されている。ここで、図3に示すように、導電性弾性体122は、螺旋形状を有している。また、導電性弾性体122は、移動子電極123を介して電気的に接続されている。図1及び図4に示すように、固定子130は中空円筒形状を有する固定子基板131と、固定子基板131上に形成された第一の固定子電極132と絶縁層140とから構成されている。
In addition, the
次に、図5及び図6に示すように、移動子120及び固定子130は、それぞれ対向配置されている。そして、ガイド150により前記移動子120及び固定子130の間隔が一定値以下に保持される。なお、ガイド150には規制部151が形成されている。
Next, as shown in FIGS. 5 and 6, the
ここで、ガイド150による移動子120及び固定子130の固定手順をさらに詳細に説明する。固定子130は、その外周部において、ガイド150の内壁に接着剤等により接合されている。なお、「接合」とは、固着、接着した状態をいう。これに対して、「接触」とは、固着状態ではなく、単に可動自在に触れている状態をいう。
Here, a procedure for fixing the moving
また、移動子120は、導電性弾性体122が固定子130上の絶縁層140に先端部を接触し、且つある程度の応力がかかった状態でガイド150の規制部151により保持されている。ここで、移動子120はガイド150に沿って紙面上下方向へ移動することが可能である。さらに、導電性弾性体122は絶縁層140に接触していれば良く、接着剤等を用いて接合(固着)されている必要は無い。
The moving
次に、図7を用いて本実施例に係る微小駆動装置100の動作を説明する。図7は、本実施例に係る微小駆動装置100に駆動用電源160を接続した状態を示す図である。
Next, the operation of the
図7に示すように、第一の固定子電極132及び移動子電極123間に駆動用電源160を接続し電圧を印加する。印加電圧により、導電性弾性体122と第一の固定子電極132間に電位差が生じ、且つ電位差に応じた静電引力が発生する。これにより、導電性弾性体122は固定子130側へ引き付けられるように変形する。結果的に、移動子120及び光学レンズ110は固定子130側へ移動する。このように、微小駆動装置100を光学系に組み込むことで、移動子120を移動してフォーカス等の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7, a
ここで、導電性弾性体122の代わりに導電性を有さない弾性体を用いるとき、第一の固定子電極132と移動子電極123との間に静電引力が生じる。この場合においても、静電引力により移動子120に対しては固定子130側へ移動する力は作用する。そして、静電引力は両電極間の距離の二乗に反比例するため、移動子120を固定子130側へ引き付けるために必要な静電引力が増大してしまう。これにより、駆動に必要な駆動電圧が高電圧化することになる。
Here, when an elastic body having no conductivity is used instead of the conductive
これに対して、本実施例では、導電性を有する弾性体を用いている。そして、導電性弾性体122の先端部は、絶縁層140を介して第一の固定子電極132に近接している。このため、駆動電圧が低電圧のときでも大きな静電引力を生じさせることができる。この結果、駆動電圧の低電圧化が実現できる。
On the other hand, in this embodiment, an elastic body having conductivity is used. The leading end of the conductive
次に、本実施例における各構成要素について説明する。導電性弾性体122は、例えば、特許第3210966号公報に記載されている半導体製造技術を応用した方法を用いて、移動子電極123上に成形することができる。ここで、導電性弾性体122は、螺旋形状である。このような形状とすることで、静電引力により導電性弾性体122が固定子側300側へ引き付けられて変形する際、導電性弾性体122と移動子120との接続点は紙面鉛直方向に直動する。このため、移動子120の回転方向の動きを伴わず、安定して固定子130方向への動きを実現することができる。
Next, each component in a present Example is demonstrated. The conductive
また、上述のように、電極間に生じる静電引力は、両電極間距離の二乗に反比例する。従って、絶縁層140は、駆動電圧による絶縁破壊が発生しない範囲でより薄く成形することが好ましい。また、絶縁層140は、本実施例では、固定子130側に形成しているが、導電性弾性体122の表面に形成しても良い。このように、本実施例によれば、移動子120を固定子130に固着(接着)すること無く、極めて簡単な構成の小型な微小駆動装置100を提供できる。また、微小駆動装置100は、このような構成により、格段に容易に製造できる。
Further, as described above, the electrostatic attractive force generated between the electrodes is inversely proportional to the square of the distance between both electrodes. Therefore, the insulating
次に、図8〜図10を用いて本発明の実施例2に係る微小駆動装置200の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図8は本実施例に係る微小駆動装置200の移動子120及び固定子130の側面図、図9は図8において固定子130を紙面上方から見た上面図、図10はガイド部150を半透過した場合の側面図をそれぞれ示している。
Next, the configuration of the
図8に示すように、移動子120は、移動子基板121と移動子電極123と導電性弾性体122a、122b、122c、122dとから構成されている。移動子基板121は、中空円筒形状を有している。移動子電極123は、移動子基板121上に形成されている。導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、移動子電極123上に形成されている。以下、適宜、導電性弾性体122a、122b、122c、122dを総称して「導電性弾性体122」という。
As shown in FIG. 8, the
なお、導電性弾性体122dは図中省略しているが、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは図2と同様に配置されている。また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、移動子電極123を介して電気的に接続されている。さらに、移動子基板121の中空部には機能要素である光学レンズ110が保持されている。
Although the conductive
図8及び図9に示すように、固定子130は、中空円筒形状を有する固定子基板131、固定子基板131上に形成された第一の固定子電極132及び第二の固定子電極133、絶縁層140からなる。ここで、絶縁層140は、第二の固定子電極133において開口部134が形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
次に、図10に示すように、移動子120及び固定子130は、対向配置されている。また、ガイド150により前記移動子120及び固定子130の間隔が一定値以下に保持される。なお、ガイド150には規制部151が形成されている。
Next, as shown in FIG. 10, the moving
次に、ガイド150による移動子120及び固定子130の固定法をより詳細に説明する。固定子130は、その外周部において、ガイド150の内壁に接着剤等により接合されている。また、導電性弾性体122のうち、3つの導電性弾性体122a、122c、122dは、絶縁層140に接触している。そして、1つの導電性弾性体122bのみが開口部134を介して第二の固定子電極133に接触している。
Next, a method for fixing the moving
導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、ある程度の応力がかかった状態でガイド150の規制部151により留められている。そして、移動子120は、ガイド150に沿って紙面上下方向へ移動することが可能である。ここで、導電性弾性体122a、122b、122c、122dのうち、導電性弾性体122a、122c、122dは、絶縁層140に接触していれば良い。このため、接着剤等を用いて接合されている必要は無い。また、導電性弾性体122bも第二の固定子電極133に接触することで、電気的接続が取れていれば良い。このため、導電性ペースト材等を用いて接合されている必要は無い。
The conductive
次に、図11を用いて本実施例に係る微小駆動装置200の動作を説明する。図11は、本実施例に係る微小駆動装置200に駆動用電源160を接続した状態を示す側面図である。
Next, the operation of the
図11に示すように、第一の固定子電極132及び第二の固定子電極133間に駆動用電源160を接続し電圧を印加する。第二の固定子電極133に印加された電圧は、導電性弾性体122b及び移動子電極123を介して導電性弾性体122a、122c、122dに印加される。印加電圧により、導電性弾性体122a、122c、122dと第一の固定子電極132間に静電引力が生ずる。これにより、導電性弾性体122a、122c、122dは固定子側へ引き付けられるように変形する。結果的に、移動子120及び光学レンズ110は固定子130側へ移動する。
As shown in FIG. 11, a driving
次に、本実施例における各構成要素について説明する。第二の固定子電極133と移動子電極123を電気的に接続するための導電性弾性体122bは、静電引力の発生に伴い移動子120を固定子130側へ移動させるための導電性弾性体122a、122c、122dと、その作用は異なっているが、その形態は同一である。このため、これらを区別せずに同時に成形することができる。
Next, each component in a present Example is demonstrated. The conductive
また、移動子120の移動量は、導電性弾性体122の弾性力と駆動電源160の駆動電圧により生じる静電引力の釣り合いにより決まる。また、両電極間に生じる静電引力は、両電極の対向面積に比例する。さらに、移動子120の動的挙動は、導電性弾性体122の機械的共振周波数に大きく依存する。従って、導電性弾性体122の形状、バネ定数、面積、厚さ等は、これらの要素から適値とすることが望ましい。一例を挙げると、導電性弾性体122bは、第二の固定子電極133と移動子電極123を電気的に接続する作用をし、移動子120を固定子130側へ移動させるための静電引力は発生しない。そのため、導電性弾性体122bは他の導電性弾性体122a、122c、122dに比べ、線幅を細くする等によりバネ定数を低くすることが望ましい。また、絶縁層140は、本実施例では、固定子130側に形成しているが、導電性弾性体122a、122c、122dの表面に形成しても良い。また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dには、配線を接続する必要が無い。
The amount of movement of the moving
次に、図12、図13、図14を用いて本発明の実施例3に係る微小駆動装置300の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図12は本実施例に係る微小駆動装置300の移動子120及び固定子130の側面図、図13は図12において固定子130を紙面上方から見た上面図、図14はガイド部150を半透過した場合の側面図をそれぞれ示している。
Next, the configuration of the
図12に示すように、移動子120は、移動子基板121と移動子電極123と導電性弾性体122a、122b、122c、122dとから構成される。移動子基板121は、中空円筒形状を有する。移動子電極123は、移動子基板121上に形成されている。そして、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、移動子電極123上に形成されている。
As shown in FIG. 12, the
なお、導電性弾性体122dは図中省略しているが、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは図2と同様に配置されている。また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、移動子電極123を介して電気的に接続されている。さらに、移動子基板121の中空部には機能要素である光学レンズ110が保持されている。図12及び図13に示すように、固定子130は中空円筒形状を有する固定子基板131、固定子基板131上に形成された第一の固定子電極132a及び132b、絶縁層140からなる。
Although the conductive
次に、図14に示すように、移動子120及び固定子130は、対向配置され、ガイド150により前記移動子120及び固定子130の間隔が一定値以下に保持される。なお、ガイド150には規制部151が形成されている。ここで、ガイド150による移動子120及び固定子130の固定法をより詳細に説明する。
Next, as shown in FIG. 14, the moving
固定子130は、その外周部において、ガイド150の内壁に接着剤等により接合されている。また、導電性弾性体122a及び導電性弾性体122bは、第一の固定子電極132aに対向した状態で絶縁層140に接触している。導電性弾性体122c及び導電性弾性体122dは、第一の固定子電極132bに対向した状態で絶縁層140に接触している。また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、ある程度の応力がかかった状態でガイド150の規制部151により留められている。これにより、移動子120は、ガイド150に沿って紙面上下方向へ移動することが可能である。ここで、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、絶縁層140に接触していれば良い。このため、接着剤等を用いて接合されている必要は無い。
The
次に、図15を用いて本実施例に係る微小駆動装置300の動作を説明する。図15は、本実施例に係る微小駆動装置300に駆動用電源160を接続した状態を示す側面図である。
Next, the operation of the
ここで、第一の固定子電極132aと導電性弾性体122a及び導電性弾性体122bの接点、及び第一の固定子電極132bと導電性弾性体122c及び122dの接点は、それぞれ電気回路的にはコンデンサと等価となる。そこで、図15に示すように、第一の固定子電極132a及び第一の固定子電極132bとの間に駆動用電源160を接続し電圧を印加する。これにより、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、コンデンサの静電容量に応じた電位になる。例えば、導電性弾性体122a、122b、122c、122dを全く同一の形態で成形し、第一の固定子電極132aを接地し、第二の固定子電極132bに100Vを印加した場合、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは50Vになる。
Here, the
ここで、第一の固定子電極132aと導電性弾性体122a及び122bとの間、第二の固定子電極132bと導電性弾性体122c及び導電性弾性体122dとの間は、共に電位差が50Vとなる。このため、第一の固定子電極132a及び第二の固定子電極132bと導電性弾性体122a、122b、122c、122dの間に静電引力が生ずる。このため、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、固定子側へ引き付けられるように変形する。結果的に、移動子120及び光学レンズ110は固定子130側へ移動する。
Here, the potential difference between the
次に、図16、図17、図18、図19を用いて本発明の実施例4に係る微小駆動装置400の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図16は本実施例に係る微小駆動装置400の移動子120及び固定子130の側面図、図17は図16において固定子130を紙面上方から見た上面図、図18は図16において移動子120を紙面下方から見た下面図、図19はガイド部150を半透過した場合の側面図をそれぞれ示している。
Next, the configuration of the
図16及び図17に示すように、固定子130は、円筒形状を有する固定子基板131、固定子基板131上に形成された第一の固定子電極132a及び132b、第二の固定子電極133a及び133b、絶縁層140からなる。ここで、絶縁層140は、第二の固定子電極133aにおいて開口部134aが形成され、第二の固定子電極133bにおいて開口部134bが形成されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
図16及び図18に示すように、移動子120は、移動子基板121と移動子電極123a、123bと導電性弾性体122a、122bと導電性弾性体122c、122dとからなる。移動子基板121は、円筒形状を有する。移動子電極123a、123bは、移動子基板121上に形成されている。導電性弾性体122a、122bは、移動子電極123a上に形成されている。導電性弾性体122c、122dは、移動子電極123b上に形成されている。
As shown in FIGS. 16 and 18, the
また、導電性弾性体122a、122bは、移動子電極123aを介して電気的に接続されている。導電性弾性体122c、122dは、移動子電極123bを介して電気的に接続されている。また、移動子基板121において、移動子電極123a、123bが形成されている面の反対の面には、機能要素であるミラー111が成形されている。
In addition, the conductive
次に、図19に示すように、移動子120及び固定子130は、対向配置されている。ガイド150により前記移動子120及び固定子130の間隔が一定値以下に保持される。なお、ガイド150には規制部151が形成されている。ここで、ガイド150による移動子120及び固定子130の固定法をより詳細に説明する。
Next, as shown in FIG. 19, the moving
固定子130は、その外周部において、ガイド150の内壁に接着剤等により接合されている。また、導電性弾性体122a、122cは、各々第一の固定子電極132a、132bに対向した状態で絶縁層140に各々接触している。さらに、導電性弾性体122b、122dは、各々第二の固定子電極133a、133bに接触し電気的接続がとられている。
The
また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dは、ある程度の応力がかかった状態でガイド150の規制部151により留められている。移動子120は、ガイド150に沿って紙面上下方向へ移動することが可能であると共に、ガイド部150と規制部151との境界部に形成された斜部により、非動作時はガイド150の中央部に配置される。ここで、導電性弾性体122a、122cは、絶縁層140に接触していれば良い。このため、接着剤等を用いて接合されている必要は無い。また、導電性弾性体122b、122dも第二の固定子電極133a、133bに接触することで、電気的接続が取れていれば良い。このため、導電性ペースト材等を用いて接合されている必要は無い。
In addition, the conductive
次に、図19を用いて本実施例に係る微小駆動装置400の動作を説明する。図19は、本実施例に係る微小駆動装置400に駆動用電源160を接続した状態を示す側面図である。
Next, the operation of the
図20に示すように、第一の固定子電極132a及び第二の固定子電極133aとの間に駆動用電源160を接続し電圧を印加する。第二の固定子電極133aに印加された電圧は、導電性弾性体122b及び移動子電極123aを介して導電性弾性体122aに印加される。印加電圧により、導電性弾性体122aと第一の固定子電極132aとの間に静電引力が生ずる。これにより、導電性弾性体122aは固定子130側へ引き付けられるように変形する。結果的に、移動子120及び機能素子であるミラー111に傾きが生じる。このように、微小駆動装置400を光学系へ組み込むことで、移動子120を移動し光偏向の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 20, a driving
また、同様に、第一の固定子電極132b及び第二の固定子電極133bとの間に駆動用電源160を接続し電圧を印加する。第二の固定子電極133bに印加された電圧は、導電性弾性体122d及び移動子電極123bを介して導電性弾性体122cに印加される。印加電圧により、導電性弾性体122cと第一の固定子電極132bとの間に静電引力が生じ、導電性弾性体122cは固定子130側へ引き付けられるように変形する。結果的に、移動子120及び機能素子であるミラー111に上述とは異なる傾きが生じる。
Similarly, a driving
図21を用いて本発明の実施例5に係る微小駆動装置500の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図21は本実施例に係る微小駆動装置500の斜視図を示している。図21に示すように、移動子120及び固定子130は、対向配置されている。移動子120にはピン状のガイド150を貫通させる穴124が形成されている。移動子120及び固定子130は、ピン状のガイド150により固定されている。なお、ピン状のガイド150には規制部151が形成されている。ここで、ピン状のガイド150による移動子120及び固定子130の固定法をより詳細に説明する。
The configuration of the
ピン状のガイド150の一端は固定子130に接着剤等により結合され、他端には規制部151が形成されている。また、導電性弾性体122a、122c、122dは、絶縁層140に接触している。導電性弾性体122bのみが開口部134を介して第二の固定子電極133に接触している。また、導電性弾性体122a、122b、122c、122dはある程度の応力がかかった状態でピン状のガイド150の規制部151により留められている。さらに、移動子120は、ピン状のガイド150に沿って紙面上下方向へ移動することが可能である。ここで、導電性弾性体のうち、122a、122c、122dは絶縁層140に接触していれば良い。このため、接着剤等を用いて接合されている必要は無い。また、導電性弾性体122bも第二の固定子電極133に接触することで、電気的接続が取れていれば良い。このため、導電性ペースト材等を用いて接合されている必要は無い。このような構成により、移動子120を紙面上下方向に移動し、かつ回転方向の移動を規制することができる。
One end of the pin-shaped
(変形例)
図22は、変形例に係る導電性弾性体622の斜視構成を示している。図22に示すように、導電性弾性体622は、屈曲形状、例えば、電車・電気機関車の屋根に配置されている伸縮自在の集電装置、いわゆるパンタグラフに代表される形状を有している。このような形状をとることで、導電性弾性体622が静電引力により固定子側300側へ変形する際、移動子120と導電性弾性体122の接続点は紙面鉛直方向に直動する。このため、移動子120の回転方向の動きを伴わず、安定して固定子130方向への動きを実現することができる。
(Modification)
FIG. 22 shows a perspective configuration of a conductive
図23を用いて本発明の実施例6に係る微小駆動装置の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図23は移動子120とガイド150を示す上面図である。図23に示すように、移動子120の移動子基板121には突起部125が形成されている。ガイド150には突起部125と対応する溝152が形成されている。このような構成をとることで、移動子120の回転方向の動きを抑制し、安定して固定子方向への動きを実現することができる。
The configuration of the micro-drive device according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 23 is a top view showing the moving
図24を用いて本発明の実施例7に係る微小駆動装置の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図24は、ガイド部150を半透過した場合の側面図を示している。図24に示すように、固定子130の絶縁層140上に突起部135が形成されている。このような形態をとることで、移動子120がガイド150に沿って紙面上下方向へ移動する際、その移動範囲をガイド150の規制部151に接触する位置から突起部135に接触する位置に規定することができる。従って、光学レンズ110の駆動に必要な変位量となるように、ガイド150の長さ及び突起部135の高さを定めれば良い。
The configuration of the micro driving device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 24 shows a side view when the
図25を用いて本発明の実施例8に係る微小駆動装置800の構成を説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図25はガイド部150を半透過した場合の側面図を示している。図25に示すように、ガイド部150と規制部151は別体に形成されている。また、ガイド150には突起部153が形成されている。このような構成をとることで、移動子120がガイド150に沿って紙面上下方向へ移動する際、その移動範囲をガイド150の規制部151に接触する位置から突起部153に接触する位置に規定することができる。従って、光学レンズ110の駆動に必要な変位量となるように、ガイド150の突起部153の位置及び長さ定めれば良い。また、移動子120の移動範囲は、ガイド150及び規制部151の加工精度で決まるので、非常に高い精度を得ることができる。
The configuration of the
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。 The present invention can take various modifications without departing from the spirit of the present invention.
以上のように、本発明に係る微小駆動装置は、極めて簡単な構成の小型な微小駆動装置に有用である。 As described above, the micro drive device according to the present invention is useful for a small micro drive device having an extremely simple configuration.
100 微小駆動装置
110 光学レンズ
120 移動子
121 移動子基板
122、122a、122b、122c、122d 導電性弾性体
123、123a、123b 移動子電極
124 穴
125 突起部
130 固定子
131 固定子基板
132、132a、132b 第一の固定子電極
133、133a、133b 第二の固定子電極
134、134a、134b 開口部
135 突起部
140 絶縁層
150 ガイド
151 規制部
152 溝
153 突起部
160 駆動用電源
200、300、400、500、600 微小駆動装置
622 導電性弾性体
DESCRIPTION OF
Claims (11)
移動子電極及び導電性弾性体が形成された移動子と、
前記固定子及び前記移動子を対向して配置し、前記固定子及び前記移動子の間隔を一定値以下に保持するガイドと、を有し、
前記移動子は機能要素を保持し、
前記導電性弾性体の少なくとも一つは、絶縁層を介して前記第一の固定子電極に接触しており、
前記第一の固定子電極と前記導電性弾性体との間に電位差を生じさせ、
前記固定子と前記移動子の間隔を変化させることを特徴とする微小駆動装置。 A stator on which a first stator electrode is formed;
A mover formed with a mover electrode and a conductive elastic body;
The stator and the mover are arranged to face each other, and a guide for holding the interval between the stator and the mover at a predetermined value or less,
The mover holds functional elements;
At least one of the conductive elastic bodies is in contact with the first stator electrode through an insulating layer,
Causing a potential difference between the first stator electrode and the conductive elastic body;
A micro-drive device characterized in that an interval between the stator and the mover is changed.
前記導電性弾性体の少なくとも1つが前記第二の固定子電極に接触し、且つ電気的に接続していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の微小駆動装置。 A second stator electrode is formed on the stator;
4. The micro-driving device according to claim 1, wherein at least one of the conductive elastic bodies is in contact with and electrically connected to the second stator electrode. 5.
前記ガイドに溝が形成され、
前記ガイドに形成された溝に、前記突起部を挿入することで前記移動子の回転を抑制することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の微小駆動装置。 A protrusion is formed on the moving element,
A groove is formed in the guide;
5. The micro-driving device according to claim 1, wherein rotation of the moving element is suppressed by inserting the protrusion into a groove formed in the guide. 6.
前記固定子に形成された突起により、
前記移動子の移動範囲を規定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の微小駆動装置。 A protrusion is formed on the stator;
By the protrusions formed on the stator,
The micro-driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein a moving range of the moving element is defined.
前記ガイドに形成された前記突起により、
前記移動子の移動範囲を規定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の微小駆動装置。 A protrusion is formed on the guide,
By the protrusion formed on the guide,
The micro-driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein a moving range of the moving element is defined.
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