JP4804040B2 - インパクト駆動アクチュエータ - Google Patents

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Description

本発明は、移動体を歩進駆動する小型のインパクト駆動アクチュエータに関する。

駆動軸に結合された電気機械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを供給して駆動軸を軸方向に変位させ、この駆動軸に摩擦結合させた移動部材を軸方向に移動させるアクチュエータが知られている(以下、このようなアクチュエータをインパクト駆動アクチュエータと呼ぶ)。

このインパクト駆動アクチュエータの動作原理を説明する。即ち、図12(A)に示すように、インパクト駆動アクチュエータは、変位発生手段(例えば圧電素子)2の一端が固定部材1に固定され、他端には駆動軸としての振動部材4が取り付けられている。この振動部材4上には、左右に移動自由に移動体3が摩擦結合されている。このような構成において、上記変位発生手段2には、図12(B)に示すような鋸歯状波のパルスが印加される。

即ち、まず、緩やかに増加する電圧Aが変位発生手段2に印加されると、該変位発生手段2が変位すると同時に振動部材4も変位する。変位発生手段2が緩やかに変位するため、移動体3は、振動部材4との摩擦により振動部材4とともに移動する(図12(A)における状態(b))。
次に、変位発生手段2に急峻に減少する電圧Bを印加すると、変位発生手段2の変位が戻ると同時に振動部材4も急峻に戻るが、移動体3と振動部材4の間にはすべりが生じるため、移動体3はその位置にとどまる(図12(A)における状態(c))。
このような波形を変位発生手段2に印加することによって、移動体3は点Oから点Pに移動したことになる。

この動作を繰り返すことで、固定部材1に対して移動体3を間欠的に移動させることができる。移動体3を反対方向へ移動させるには、左右に反転させた鋸歯状波パルスを変位発生手段2に印加すれば良い。

上記の駆動原理を用いたアクチュエータが特許文献1に開示されている。この特許文献1は、インパクト駆動アクチュエータをカメラのレンズ駆動に応用した一例を開示するものであり、図10(C)に示すように、レンズの鏡筒の役割を果たす移動体3が振動部材4に嵌合されている。また、屈曲部を有する弾性部材5Aが嵌合部分の移動体3に取り付けられており、弾性部材5Aの屈曲部が振動部材4に圧接することにより、適当な摩擦力が発生するようにしている。

また、他の一例として、特許文献2がある。この特許文献2に開示のアクチュエータでは、図10(D)に示すように、摩擦を発生させる部分に変位発生手段を含む摩擦調整手段5Bが用いられている。この摩擦調整手段5Bの変位発生手段への印加電圧と振動部材を変位させるための変位発生手段2に印加する電圧とを同期させることによって、移動に適する摩擦力を得ている。
特許第2633066号公報 特許第3168843号公報

しかしながら、上記特許文献1や2に開示のアクチュエータには、図10(C)及び(D)に示すように、弾性部材5Aや摩擦調整手段5Bのような、移動体3を振動部材4に押圧するための手段が別途移動体の外側に必要となる。従って、このような手段の分、体積が増すため、微小化は難しく、特に内視鏡などの超小型光学系の駆動源として用いるのは困難であった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、振動部材と移動体との摩擦を得る手段が簡単で、体積を増やすことなく小型することが可能なインパクト駆動アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明インパクト駆動アクチュエータの一態様は、
固定部材と、
上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
を具備し、
上記摩擦調整手段は、
上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
上記第1及び第2の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に配置された第3の電極と、
を有し、
上記第2の電極と上記第3の電極との間に電位差を与えることによって上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、振動部材と移動体との摩擦を得る手段が簡単で、体積を増やすことなく小型することが可能なインパクト駆動アクチュエータを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

[第1実施形態]
まず、図1(A)及び(B)を参照して、本発明の第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を説明する。なおここで、図1(A)は、本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの側面図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A線断面図である。

即ち、本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータにおいては、変位発生手段(例えば圧電素子)2の一端が固定部材1に固定されており、他端には振動部材4が取り付けられていて、駆動回路50から該変位発生手段2に供給される電圧によって発生する変位によって振動部材4も変位するようになっている。振動部材4上には、移動体3が固定部材1に対し所定の方向に移動自由に設置されている。摩擦調整部材6は、移動体3の振動部材4との対向面に配置された第1の電極10と、振動部材4の移動体3との対向面に配置された第2の電極20とが、絶縁体30を介して向合った構成となっている。電位差発生手段40から第1の電極10と第2の電極20の間に電位差を与えることによって静電気力を発生させれば、移動体3と振動部材4との摩擦力を変化させることができる。

なお、移動体3が変位発生手段2の変位方向以外の方向に移動しないように、ガイド等を設けても構わない。

次に、本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの駆動方法について、図2、図3(A)及び図3(B)に従って説明する。なお、図2は本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの変位の状態を示す図であり、図3(A)は駆動回路50から変位発生手段2へ入力される駆動信号と、電位差発生手段40から第1及び第2の電極10,20への印加電圧とを示している。また、図3(B)は、本実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの制御フローチャートを示す図である。これらの図において、図3(A)の(1)〜(4)と図3(B)の(1)〜(4)とが、また、図2の(a),(b)と図3(A)及び(B)の(a),(b)とがそれぞれ対応している。

即ち、時刻(1)において、電位差発生手段40によって、第1の電極10に正電位を与え、第2の電極20にはGND(0V)の電位が与えることにより、第1の電極10と第2の電極20との間に静電吸引力を発生させる(ステップS1)。なお、図2においては、電位差発生手段40は、直流電源とスイッチとからなるものとして等価的に示している。

この状態で、次の時刻(2)において、駆動回路50から変位発生手段2へ正電圧を印加する(ステップS2)。すると、図2の状態(a)に示すように、変位発生手段2は、紙面右方向へ急峻に伸び、それに伴い振動部材4も右に移動する。しかし、第1の電極10と第2の電極20の間に働く静電吸引力により摩擦が働いているため、移動体3は振動部材4の移動とともに右に移動する。

そして、時刻(3)において、このように変位発生手段2が伸びた状態で、第1の電極10と第2の電極20に0Vを印加し静電吸引力を消滅させる(ステップS3)。そして、時刻(4)において、変位発生手段2への印加電圧を元に戻すと(ステップS4)、図2の状態(b)に示すように、変位発生手段2とともに振動部材4が急峻に縮む。しかしながらこのとき、第1の電極10と第2の電極との間には摩擦力が無いためすべりが生じ、移動体3はその場に留まることになる。

以上のように、本第1実施形態によれば、摩擦調整部材6として第1及び第2の電極10,20を配置することにより、摩擦調整部材6が移動体3の外側に飛び出さない、即ち、インパクト駆動アクチュエータの中に収まっているため、省スペース化でき小型化に適している。さらに、電極10,20間に電位差を与えて静電気力で摩擦を与えられるため、変位発生手段2の変位速度を往復で変化させることなくインパクト駆動が可能になり、駆動回路50に往路用,復路用といった2種類の波形を発生させる必要がなくなり、駆動回路50そのもの構成も簡単になる。

なお、移動体3を任意の方向に動かすときには、第2の電極20への印加電圧は一定電圧(0V)とし、第1の電極10への印加電圧は、直流電源とスイッチの切替を、駆動回路50からの駆動信号のタイミングに基づいて行うことで生成すれば良い。

この場合、図3(A)の駆動波形において、変位発生手段2への印加電圧と第1の電極10への印加電圧の位相がおおよそ90°であるが、これに限らず、例えば、図4に示すように駆動信号の立ち上がりと電圧波形の立上りあるいは立下りとが同位相で無ければ、安定した動作になる。

図5は、本発明の第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの第1の変形例における駆動波形を示す図である。
即ち、インパクト駆動アクチュエータにおいては、すべりが生じたときの移動体3と振動部材4には動摩擦が生じて、この摩擦による磨耗が懸念される。
これを減じるため、本第1変形例では、第2の電極20で印加する電圧を負電圧の一定電位とし、第1の電極10へ印加する電圧を、正負に変化する電圧とするものである。従って、電位差が有るときには上記第1実施形態と同様に静電吸着力が働き、電位差を無くしたときは、同極の電圧印加により静電反発力が働くことによって、移動体3と振動部材4との間の摩擦力が軽減される。

図6は、本発明の第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの第2の変形例を示す図である。
本変形例に係るインパクト駆動アクチュエータの機構は、上記第1実施形態と同様であるが、電位差発生手段40からの出力を、駆動回路50から出力される信号を用いて作成している。例えば、電位差発生手段40内に位相シフタ(図示せず)を配置し、駆動回路50からの駆動信号の位相を、図5に示す電位差発生手段40からの出力信号のように位相を変えて、第1の電極10へ印加することによって、本変形例に係るアクチュエータは安定した動作が可能になる。従って、あえて電位差発生手段40にパルス回路を作成する必要が無く、回路の小型化も図ることができる。

[第2実施形態]
図7(A)は、本発明の第2実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を示す斜視図である。本実施形態では、振動部材4上に、第2の電極20に加えて第3の電極21を配置した構成になっている。

図7(B)は、図7(A)の視点Aから見た断面図であり、図7(C)は、図7(B)の電極部分のみを抜き出したものである。
図7(B)に示すように、第3の電極21に正電荷を印加すると、静電誘導により第1の電極10の第3の電極21に対向する表面(第1の電極10の左側)に負の電荷が生じる。更に、第1の電極10の左側に負の電荷が生じるために、第1の電極10の右側には正の電荷が誘導する。図7(B)及び(C)では、第1の電極10の右側の対向面には第2の電極20が設置されており、この電極20には負の電荷が印加されているため、第1の電極10の右側には正の電荷が誘導し易い。従って、これらの対向面には静電吸着力が発生し、移動体3と振動部材4の間には摩擦が生じることになる。

このように、本第2実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータでは、第3の電極21に印加した電圧による静電誘導により静電吸着力を発生させているため、第1の電極10への配線が要らなくなり、簡単な構成になるため小型化し易いだけでなく、移動体3に配線が無くなるため動作が安定する。

また、本実施形態においても、変位発生手段2の変位速度を往復で変化させることなくインパクト駆動が可能なため、駆動回路50に往路用,復路用といった2種類の波形を生成させる必要がなくなり、駆動回路50そのもの構成も簡単になる。

なお、上記第1実施形態と同様に、移動体3を任意の方向に動かすときには、第2の電極20への印加電圧は一定電圧(0V)とし、第3の電極21への印加電圧は、直流電源とスイッチの切替を、駆動回路50からの駆動信号のタイミングに基づいて行うことで生成すれば良い。更に、電位差発生手段40内に位相シフタを配置して駆動信号の位相を変え、第3の電極21へ印加することによって、本実施形態に係るアクチュエータは安定した動作が可能になる。従って、あえて電位差発生手段40にパルス回路を作成する必要が無く、回路の小型化も図ることができる。

また、本実施形態においても、第3の電極21に印加する電圧は変位発生手段2に印加する電圧に対して90°の位相差を持っているが、駆動信号の立ち上がりと電圧波形の立上りあるいは立下りが同位相で無ければ良い。

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態について、図8、図9(A)及び図9(B)を参照して説明する。
本第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータは、図8に示すように、振動部材4上に2つの移動体3a,3bが配置されている。そして、一方の移動体3aには第1の電極10aが配置され、他方の移動体3bにも第1の電極10bが設置されている。

このような構成のインパクト駆動アクチュエータにおいて、図9(A)及び図9(B)に示すように、時刻(1)では、一方の移動体3aの第1の電極10aと第2の電極20との間に電位を与えるが、他方の移動体3bの第1の電極10bと第2の電極20との間には電位を与えない(ステップS11)。

この状態で、次の時刻(2)において、駆動回路50から変位発生手段2へ正電圧を印加することで、変位発生手段2を右に急峻に伸ばすと(ステップS12)、図8の状態(a)に示すように、一方の移動体3aは電位差が与えられているため吸引力が働き振動部材4とともに移動するが、電位差が作用していない他方の移動体3bはその位置に留まる。

そして、時刻(3)において、逆に、他方の移動体3bの第1の電極10bと第2の電極20との間に印加し、一方の移動体3aの第1の電極10aと第2の電極20との間には印加しない(ステップS13)。従って、時刻(4)において、変位発生手段2への印加電圧を元に戻すことで変位発生手段2が急峻に縮むと(ステップS14)、図8の状態(b)に示すように、一方の移動体3aはその場に留まり、他方の移動体3bは振動部材4とともに左へ移動する。

本実施形態のような構成にすることにより、上記第1実施形態と同様に省スペースで、かつ、複数の移動体3a,3bを独立に移動させることが可能になる。この場合も、移動体が1つの場合と同様に、第1の電極10a,10bに印加する電圧は変位発生手段2に印加する電圧に対して90°の位相差を持っているが、駆動信号の立ち上がりと電圧波形の立上りあるいは立下りが同位相で無ければ良い。

[第4実施形態]
図10(A)及び(B)は、本発明の第4実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を示す図である。
主な構成については上記第1実施形態と同様であり、図1(A)及び(B)との相違点は移動体3に導電体を用いているため、移動体3が第1の電極を兼ねることになる。

従って、移動体3に電極を作る必要がなく、より簡単な構成で移動体3と振動部材4との間の摩擦を得ることができる。

[第5実施形態]
本発明の第1乃至第4実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータは、他にいくつかの部材と組合わせて、特定の用途のモジュール、例えば、撮像モジュールとして機能させることができる。そのような特定用途のモジュールの例を、本発明の第5実施形態として説明する。

図11(A)及び(B)はそれぞれ本第5実施形態における撮像モジュールの斜視図及び側面図である。この撮像モジュールは、上記第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータを用いたものである。

即ち、この撮像モジュールは、レンズ枠として機能する移動体3a,3bが配置され、固定部材1の前方には、第1のレンズ群61がレンズ枠1Aとともに固定されている。また、固定部材1の後方にも同様に、第4レンズ群64がレンズ枠1Bとともに固定されている。第4レンズ群64の後方にはローパスフィルタ71及び撮像素子72が固定されている。なお、前述した第3実施形態と同様に、特に図示はしていないが、第1の電極10a,10bと第2の電極20とにより静電吸着力を制御して、移動体3a,3bの2つのレンズ群62,63を独立に駆動することができる。

このように、第1レンズ群61から第4レンズ群64は撮像素子72を焦点面として、第2及び第3レンズ群62,63を可動群とする非常にコンパクトなズーム光学系を構成することができる。

なお、本実施形態では、移動体3にレンズ群を配置したが、撮像素子,プリズム,ミラーなどの様々な光学素子を移動体3に固定して配置するようにしても良い。固定部材1に固定されるものも同様である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、以上の実施形態では、直流電源とスイッチの切替で各移動体3に電位を与えていたが、駆動回路50からの電圧の位相を変える手段を電位差発生手段40に持たせれば、複数の移動体3の制御が更に容易になる。

また、振動部材4が変位発生手段2(圧電素子など)と比較して、その質量,寸法が非常に小さい場合は、変位発生手段2の共振周波数で駆動させることにより、駆動回路50から供給する電圧を低く抑えることができる。逆に、変位発生手段2が振動部材4と比較して、非常に小さい場合は、振動部材4の共振周波数で変位発生手段2を駆動することにより、上記と同様に駆動回路50から供給する電圧を低く抑えることができる。更に、振動部材4,変位発生手段2の大きさ,質量などが変わらない場合は、この二つの系の共振周波数で変位発生手段2を駆動すれば良い。

また、変位発生手段2は、圧電素子に限定されるものではなく、静電式,電磁式,磁歪式等のアクチュエータを用いても構わない。

(付記)
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。

(1) 固定部材と、
上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
を具備し、
上記摩擦調整手段は、
上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
を有し、
上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とするインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、固定部材1が上記固定部材に、変位発生手段2が上記変位発生手段に、振動部材4が上記振動部材に、移動体3が上記移動体に、駆動回路50が上記駆動回路に、摩擦調整部材6が上記摩擦調整手段に、移動体3の第1の電極10が上記第1の電極に、振動部材4の第2の電極20が上記第2の電極に、それぞれ対応する。

(作用効果)
この(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、摩擦調整手段が移動体と振動部材間の2つの電極で構成され、アクチュエータ内部のスペースに納まり小型化が容易になる。

(2) 上記第1の電極と上記第2の電極との間に電位差を与えることによって、上記第1の電極と上記第2の電極との間に上記静電気力を発生させることを特徴とする(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(2)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。

(作用効果)
この(2)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極間に電位差を与えて静電気力で摩擦力を発生させることが可能になる。

(3) 上記第1の電極または上記第2電極の何れか一方の電極に、所定の周期で変化する電圧を与え、他方の電極には固定電圧を与える電位差発生手段を更に具備することを特徴とする(2)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(3)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、電位差発生手段40が上記電位差発生手段に対応する。

(作用効果)
この(3)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電位差を変位発生手段の所定の周期で変化する電圧波形にすることによって駆動回路の構成が簡単になる。

(4) 上記電位差発生手段は、上記駆動回路からの上記駆動信号に所定の位相を与えることで、上記電圧を生成することを特徴とする(3)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(4)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。

(作用効果)
この(4)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電位差を発生させるための電位波形を、駆動回路の信号から作ることによって、電位差発生手段の構成が簡単になる。

(5) 上記電位差発生手段から出力される上記電圧と上記駆動信号との間の位相差は0°または180°では無いことを特徴とする(4)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(5)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。

(作用効果)
この(5)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極へ印加する電位波形を駆動信号と完全に同期させないことにより、より安定した駆動となる。

(6) 上記振動部材と上記移動体との間にすべりを生じさせる場合には、上記第1の電極と上記第2の電極に同極性の電圧を印加し静電反発力を生じさせることを特徴とする(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1実施形態が対応する。

(作用効果)
この(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、すべりを発生させるときに電極間に静電反発力を発生させれば、移動時に生じる電極間の磨耗が軽減できる。

(7) 上記振動部材の上記移動体と対向する面には更に第3の電極が設置されていることを特徴とする(1)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(7)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、振動部材4の第3の電極21が上記第3の電極に対応する。

(作用効果)
この(7)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、第3の電極を設けることにより、第1の電極すなわち移動体への配線が無くなり、移動体が配線の拘束を受けずに安定する。

(8) 上記第2の電極と上記第3の電極との間に電位差を与えることによって、上記第1の電極と上記第2の電極との間に上記静電気力を発生させることを特徴とする(7)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(8)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。

(作用効果)
この(8)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体に配線することなく、第2と第3の電極間に電位差を与えて静電気力による摩擦力を発生させることができる。

(9) 上記第2の電極または上記第3電極の何れか一方の電極に、所定の周期で変化する電圧を与え、他方の電極には固定電圧を与える電位差発生手段を更に具備することを特徴とする(8)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(9)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、電位差発生手段40が上記電位差発生手段に対応する。

(作用効果)
この(9)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、更に電位差を変位発生手段の所定の周期で変化する電圧波形にすることによって駆動回路の構成が簡単になる。

(10) 上記電位差発生手段は、上記駆動回路からの上記駆動信号に所定の位相を与えることで、上記電圧を生成することを特徴とする(9)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(10)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。

(作用効果)
この(10)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、更に電位差を発生させるための電位波形を、駆動回路の信号から作ることによって、電位差発生手段の構成が簡単になる。

(11) 上記電位差発生手段から出力される上記電圧と上記駆動信号との間の位相差は0°または180°では無いことを特徴とする(10)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(11)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第2実施形態が対応する。

(作用効果)
この(11)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、電極へ印加する電位波形を駆動信号と完全に同期させないことにより、より安定した駆動となる。

(12) 上記第1の電極が配置された移動体が複数存在し、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を独立に変化させることを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(12)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、移動体3a,3bが上記複数の移動体に対応する。

(作用効果)
この(12)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、アクチュエータを省スペース化したまま、複数の移動体をそれぞれ独立に移動させることができる。

(13) 上記移動体は、導電体であることを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(13)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第4実施形態が対応する。

(作用効果)
この(13)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体を導電体にすることにより、該移動体自身を第1の電極として機能させることができる。そのため、特に別途電極を設ける必要が無くなり、更に小型化が容易になる。

(14) 上記移動体は、光学素子を含むことを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(14)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第5実施形態が対応する。その実施形態において、第2及び/又は第3レンズ群62,63が上記光学素子に対応する。

(作用効果)
この(14)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、移動体に光学素子を設置することにより、独立にレンズ群を動かすことができる。

(15) 上記固定部材には更に光学素子が固定され、その光軸は上記移動体に設置された光学素子と一致していることを特徴とする(14)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(15)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第5実施形態が対応する。その実施形態において、第1及び第4レンズ群61,64が上記固定部材の光学素子に対応する。

(作用効果)
この(15)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、固定部材に更に光学素子を配置することにより、小型撮像ユニットを構成することができる。

(16) 上記インパクト駆動アクチュエータは、上記変位発生手段の共振周波数で動作することを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(16)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。

(作用効果)
この(16)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、変位発生手段の共振周波数で動作させることにより、低消費電力駆動が可能になる。

(17) 上記変位発生手段は、上記振動部材の共振周波数で動作することを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(17)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。

(作用効果)
この(17)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、振動部材の共振周波数で変位発生手段を駆動することにより、低消費電力駆動が可能になる。

(18) 上記変位発生手段は、上記変位発生手段と上記振動部材とで構成される系の共振周波数で動作することを特徴とする(1)または(6)に記載のインパクト駆動アクチュエータ。

(対応する実施形態)
この(18)に記載のインパクト駆動アクチュエータに関する実施形態は、第1乃至第5実施形態が対応する。

(作用効果)
この(18)に記載のインパクト駆動アクチュエータによれば、変位発生手段と振動部材とで構成される系で変位発生手段を駆動させることにより、低消費電力駆動が可能になる。

図1(A)は、本発明の第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの側面図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A線断面図である。 図2は、第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの変位の状態を示す図である。 図3(A)は、第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータにおける駆動回路からの駆動信号の波形と電位差発生手段からの印加電圧の波形とを示す図であり、図3(B)は、第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの制御フローチャートを示す図である。 図4は、駆動信号の立ち上がりと電圧波形の立上りあるいは立下りとが同位相の場合を示す図である。 図5は、第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの第1の変形例における駆動回路からの駆動信号の波形と電位差発生手段からの印加電圧の波形とを示す図である。 図6は、第1実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの第2の変形例を示す図である。 図7(A)は、本発明の第2実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの構成を示す斜視図であり、図7(B)は、図7(A)の視点Aから見た断面図であり、図7(C)は、図7(B)の電極部分のみを抜き出した図である。 図8は、本発明の第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの変位の状態を示す図である。 図9(A)は、第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータにおける駆動回路からの駆動信号の波形と電位差発生手段からの印加電圧の波形とを示す図であり、図9(B)は、第3実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの制御フローチャートを示す図である。 図10(A)は、本発明の第4実施形態に係るインパクト駆動アクチュエータの側面図であり、図10(B)は、図10(A)のA−A線断面図である。 図11(A)は、本発明の第5実施形態における撮像モジュールの斜視図であり、図11(B)は、その側面図である。 図12(A)は、インパクト駆動アクチュエータの動作原理を説明するための状態遷移図、図12(B)は、変位発生手段の印加電圧の波形図、図12(C)は、従来のインパクト駆動アクチュエータの構成を示す図であり、図12(D)は、従来のインパクト駆動アクチュエータの別の構成を示す図である。

符号の説明

1…固定部材、 1A,1B…レンズ枠、 2…変位発生手段、 3,3a,3b…移動体、 4…振動部材、 6…摩擦調整部材、 10,10a,10b…第1の電極、 20…第2の電極、 21…第3の電極、 30…絶縁体、 40…電位差発生手段、 50…駆動回路、 61〜64…レンズ群、 71…ローパスフィルタ、 72…撮像素子。

Claims (11)

  1. 固定部材と、
    上記固定部材にその一端が固定され、他端が伸縮する変位発生手段と、
    上記変位発生手段の上記他端に固定され、上記変位発生手段の伸縮方向に移動できるように支持された振動部材と、
    上記振動部材上に配置され、固定部材に対して所望の方向に相対的移動する移動体と、
    上記変位発生手段へ変位を発生させるための所定の周期で変化する駆動信号を供給する駆動回路と、
    上記移動体と上記振動部材との摩擦力を変化させる摩擦調整手段と、
    を具備し、
    上記摩擦調整手段は、
    上記移動体の上記振動部材に対向する面に設置された第1の電極と、
    上記第1の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体に対向する面に設置された第2の電極と、
    上記第1及び第2の電極と電気的に絶縁された上記振動部材の上記移動体と対向する面に配置された第3の電極と、
    を有し、
    上記第2の電極と上記第3の電極との間に電位差を与えることによって上記第1の電極と上記第2の電極との間に静電気力を作用させることで、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を変化させることによって上記摩擦力を変化させることを特徴とするインパクト駆動アクチュエータ。
  2. 上記第2の電極または上記第3電極の何れか一方の電極に、所定の周期で変化する電圧を与え、他方の電極には固定電圧を与える電位差発生手段を更に具備することを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  3. 上記電位差発生手段は、上記駆動回路からの上記駆動信号に所定の位相を与えることで、上記電圧を生成することを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  4. 上記電位差発生手段から出力される上記電圧と上記駆動信号との間の位相差は0°または180°では無いことを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  5. 上記第1の電極が配置された移動体が複数存在し、上記振動部材と上記移動体との間の静電気力を独立に変化させることを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  6. 上記移動体は、導電体であることを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  7. 上記移動体は、光学素子を含むことを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  8. 上記固定部材には更に光学素子が固定され、その光軸は上記移動体に設置された光学素子と一致していることを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  9. 上記インパクト駆動アクチュエータは、上記変位発生手段の共振周波数で動作することを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  10. 上記変位発生手段は、上記振動部材の共振周波数で動作することを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
  11. 上記変位発生手段は、上記変位発生手段と上記振動部材とで構成される系の共振周波数で動作することを特徴とする請求項に記載のインパクト駆動アクチュエータ。
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