JP4910589B2 - Imaging unit and imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、撮像ユニットおよび撮像装置に関し、特に、高分子アクチュエータを用いて鏡胴の撮影光軸を回動させる撮像ユニットおよび撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging unit and an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging unit and an imaging apparatus that rotate a photographic optical axis of a lens barrel using a polymer actuator.

携帯電話等に搭載される小型撮像装置には、小型化、低コスト化と高機能化とが同時に要求される。高機能化とは、デジタルカメラで実現されている「オートフォーカス機能」「自動露出機能」「手振れ補正機能」等の機能の搭載であり、これらの機能の実現のためには撮像素子や撮影光学系を移動させるためのアクチュエータが必要となる。   A compact image pickup device mounted on a mobile phone or the like is required to be downsized, low cost, and highly functional at the same time. Advanced functions are equipped with functions such as “autofocus function”, “automatic exposure function”, and “camera shake correction function” that are realized in digital cameras. An actuator for moving the system is required.

一方、小型化のためには従来の機能の小型化に含めて、上述した高機能化のために付加される部材、特にアクチュエータの小型化が必要であるし、全ての部品レベルでのスペース効率の向上が不可欠である。さらに、低コスト化のためには、部品の低コスト化だけでなく、組立を容易にすることによる費用等の削減が重要となる。   On the other hand, in order to reduce the size, it is necessary to reduce the size of the members added for the above-mentioned high functionality, particularly the actuator, in addition to the reduction in the conventional functions, and space efficiency at all parts levels. Improvement is essential. Furthermore, in order to reduce costs, it is important not only to reduce the cost of parts, but also to reduce costs by facilitating assembly.

これらの観点から近年注目されているアクチュエータとして、高分子アクチュエータがある。高分子アクチュエータは、発生力が大きい、軽い、音がしない、低電力で駆動できる、材料が樹脂であるため成形で自由な形状が作れるなどの特徴を持っている。   From these viewpoints, there is a polymer actuator as an actuator that has been attracting attention in recent years. Polymer actuators have features such as high generation force, lightness, no sound, low-power drive, and the ability to make a free shape by molding because the material is resin.

例えば、高分子アクチュエータを駆動源として手振れ補正機能付き撮像装置の校正装置の駆動部等が構成できるとの提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。   For example, it has been proposed that a driving unit of a calibration device of an imaging apparatus with a camera shake correction function can be configured using a polymer actuator as a driving source (see, for example, Patent Document 1).

また、高分子アクチュエータを駆動源として撮像素子を凹状に湾曲させることで画像の歪みをなくす方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2004−282992号公報 特開2005−278133号公報
There has also been proposed a method of eliminating image distortion by curving an image sensor in a concave shape using a polymer actuator as a drive source (see, for example, Patent Document 2).
JP 2004-282929 A JP 2005-278133 A

しかし、特許文献1には、高分子アクチュエータが手振れ補正機能付き撮像装置の校正装置の駆動部に好適である、との記載があるのみで、具体的な手段や方法の提案は何らなされておらず、実現性の検証はなされていない。   However, Patent Document 1 merely describes that a polymer actuator is suitable for a drive unit of a calibration device of an imaging device with a camera shake correction function, and no specific means or method has been proposed. Therefore, feasibility has not been verified.

また、本発明とは直接の関係は少ないが、特許文献2の方法では、撮像素子のような半導体素子に凹状に湾曲させるような外力を加えることは素子の割れに繋がるだけでなく、歪みによる素子特性の変化を引き起こし、特性劣化の要因となり好ましくない。   In addition, although there is little direct relationship with the present invention, in the method of Patent Document 2, applying an external force to bend the semiconductor element such as an imaging element in a concave shape not only leads to cracking of the element but also due to distortion. This is not preferable because it causes a change in element characteristics and causes deterioration of characteristics.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高分子アクチュエータを用いて、小型で低コストで高性能な撮像ユニットおよび撮像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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a small, low-cost, high-performance imaging unit and imaging apparatus using a polymer actuator.

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。   The object of the present invention can be achieved by the following constitution.

本発明にかかる一態様では、撮像ユニットは、被写体の像を結像する撮像光学系と前記撮像光学系で結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを一体に支持する鏡胴と、前記鏡胴を撮影光軸が傾斜するように回動させる高分子アクチュエータと、前記高分子アクチュエータを保持する保持部と、を備えた撮像ユニットにおいて、前記高分子アクチュエータは略平面形状で、一方の面は前記鏡胴の後端部に面し、他方の面は前記保持部に面するように配置され、前記高分子アクチュエータは、前記保持部に伸長不可であるように固定された平面部と前記保持部に固定されておらず伸長可能な複数の変位部とを含み、前記複数の変位部が夫々、面方向に伸長することにより平面部から前記鏡胴の後端部に向かって突起状に突出し、その突出した先端部が前記鏡胴の後端部を押圧し前記押圧方向へ移動させることによって、前記撮像光学系の光軸が傾斜するように前記鏡胴を回動させることを特徴とする。
In one aspect of the present invention, the imaging unit includes a lens barrel for supporting the imaging element that captures an image of the subject formed by the imaging optical system and the front SL imaging optical system for forming an image of an object together , a polymer actuator for rotating to the barrel photographing optical axis is inclined, in the image pickup unit provided with a holding portion for holding the polymer actuator, the polymer actuator is substantially planar shape, whereas The surface of the lens barrel faces the rear end of the lens barrel, the other surface faces the holding portion, and the polymer actuator is fixed to the holding portion so as not to extend. And a plurality of displaceable portions that are not fixed to the holding portion and extend, and each of the plurality of displaceable portions extends in a plane direction to project from the flat portion toward the rear end portion of the lens barrel. Protruding in the shape of that By the end moves the rear end of the barrel to push to the pressing direction, the optical axis of the imaging optical system you characterized by rotating the barrel so as to be inclined.

また、上述の撮像ユニットにおいて、前記変位部は、変位前の状態において、前記鏡胴の後端部側に突出する突起部の変位部であり、前記変位部の先端部が前記鏡胴の後端部に当接し前記鏡胴を支持しており、前記変位部が面方向に伸長することにより前記先端部が前記鏡胴の後端部を押圧し前記押圧方向へ移動させることを特徴とするが好ましい。In the imaging unit described above, the displacement portion is a displacement portion of a protrusion protruding toward the rear end side of the lens barrel in a state before the displacement, and a distal end portion of the displacement portion is located behind the lens barrel. The lens barrel is in contact with an end portion and supports the lens barrel, and the distal end portion presses the rear end portion of the lens barrel and moves in the pressing direction when the displacement portion extends in the surface direction. Is preferred.

また、上述の撮像ユニットにおいて、前記変位部は変位前の状態において平面形状であり、前記平面部と同一平面上にあり、前記高分子アクチュエータは、前記保持部と、前記高分子アクチュエータに対して前記保持部と反対側に配置された規制部とで挟持され、Further, in the above-described imaging unit, the displacement portion has a planar shape in a state before displacement, is on the same plane as the planar portion, and the polymer actuator is in relation to the holding portion and the polymer actuator. It is sandwiched between the holding part and the restricting part arranged on the opposite side,
前記保持部は、前記規制部が前記高分子アクチュエータを挟持しない部分の一部にも延在することにより前記変位部が前記保持部側へ突出することを規制されていることが好ましい。  It is preferable that the holding portion is restricted from projecting the displacement portion toward the holding portion by extending the restricting portion to a part of a portion where the polymer actuator is not sandwiched.

また、上述の撮像ユニットにおいて、前記鏡胴に対して前記高分子アクチュエータの反対側に配置され、前記鏡胴を介して前記高分子アクチュエータを前記保持部側に付勢する付勢手段更に備えたことを特徴とすることが好ましい。
Further, in the above-described image pickup unit is disposed on the opposite side of the polymer actuator relative to said barrel further includes a biasing means for biasing the polymer actuator to the holding portion through the barrel it is preferably characterized by a.

また、上述の撮像ユニットにおいて、前記高分子アクチュエータは、前記変位部の先端部が前記鏡胴の前端部を押圧するように前記鏡胴の前端部側にも配置されていることを特徴とすることが好ましい。
また、本発明にかかる一態様では、撮像装置は、上述の何れかの撮像ユニットを備え、前記撮像装置の手振れを検出する手振れ検知手段と、前記手振れ検知手段の検知結果に基づき前記高分子アクチュエータを駆動して手振れを補正する手振れ補正手段とを備えたことを特徴とする。
Further, in the above-described imaging unit, the polymer actuator is also arranged on the front end side of the lens barrel so that the distal end portion of the displacement portion presses the front end portion of the lens barrel. It is preferable.
Further, in one embodiment according to the present invention, an imaging device, e Bei either Kano imaging unit described above, the camera shake detection means for detecting a shake of the image pickup device, the polymer based on a detection result of the camera shake detection means And a camera shake correction unit configured to drive the actuator to correct the camera shake.

本発明によれば、撮像光学系と撮像素子とを一体に支持する鏡胴を、高分子アクチュエータを用いて撮影光軸回りに回動させることにより、手振れ補正を実現し、しかも組立性のよいアクチュエータを実現することで、小型で低コストで高性能な撮像ユニットおよび撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, camera barrel correction is realized by rotating a lens barrel that integrally supports an imaging optical system and an imaging element around a photographing optical axis using a polymer actuator, and has good assembly properties. By realizing the actuator, it is possible to provide a small, low-cost, high-performance imaging unit and imaging apparatus.

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、本発明における撮像装置について、図1を用いて説明する。図1は撮像装置1の構成を示す模式図である。   First, an imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 1.

図1において、撮像装置1は、撮像部350と撮像回路300とで構成される。撮像部350は、撮像ユニット330と手振れ検知部301とで構成される。撮像ユニット330は、撮像光学系211、撮像素子162、鏡胴201、および移動機構331で構成されている。鏡胴201内部には撮像光学系211が固定されており、撮像素子162が、撮像光学系211の結像面位置に撮像素子162の撮像面がくるように配置されて、鏡胴201に接着やネジ止め等により固定されている。   In FIG. 1, the imaging device 1 includes an imaging unit 350 and an imaging circuit 300. The imaging unit 350 includes an imaging unit 330 and a camera shake detection unit 301. The imaging unit 330 includes an imaging optical system 211, an imaging element 162, a lens barrel 201, and a moving mechanism 331. An imaging optical system 211 is fixed inside the lens barrel 201, and the imaging element 162 is disposed so that the imaging surface of the imaging element 162 is positioned at the imaging plane position of the imaging optical system 211 and bonded to the lens barrel 201. It is fixed by screwing.

ここでは、撮像光学系211および撮像素子162は鏡胴201に固定されているとして説明しているが、オートフォーカス手段を介して鏡胴に取り付けられていてもよい。手振れ検知部301は上下振れセンサ301P(Pitchの意)と左右振れセンサ301Y(Yawの意)とで構成される。   Here, the imaging optical system 211 and the imaging element 162 are described as being fixed to the lens barrel 201, but may be attached to the lens barrel via autofocus means. The camera shake detection unit 301 includes a vertical shake sensor 301P (Pitch) and a left / right shake sensor 301Y (Yaw).

撮像回路300は、振れ検出回路303、手振れ補正部305、アクチュエータ制御部315、駆動回路部313、撮像制御部161、アナログデジタル(A/D)変換器163、画像処理部165、画像記録部181、操作部111および画像表示部131で構成される。駆動回路部313には昇圧回路が含まれ、移動機構331を構成する高分子アクチュエータを駆動するのに必要な電圧が作られる。   The imaging circuit 300 includes a shake detection circuit 303, a camera shake correction unit 305, an actuator control unit 315, a drive circuit unit 313, an imaging control unit 161, an analog / digital (A / D) converter 163, an image processing unit 165, and an image recording unit 181. The operation unit 111 and the image display unit 131 are configured. The drive circuit unit 313 includes a booster circuit, and generates a voltage necessary for driving the polymer actuator constituting the moving mechanism 331.

図1の撮像装置1は大きく2つの機能に分かれる。一つは撮像機能であり、他は手振れ補正機能である。まず撮像機能について説明すると、被写体の像が撮像光学系211により撮像素子162の撮像面上に結像され、被写体像が撮像素子162により光電変換されて撮像データ162kとして出力される。出力された撮像データ162kはA/D変換器163でデジタルデータに変換され、画像処理部165でホワイトバランス処理やガンマ変換等の画像処理が施されて画像データ161gとして画像記録部181に記録されるとともに、画像表示部131に適宜表示される。これらの一連の撮像動作は撮像制御部161により制御される。   The imaging apparatus 1 in FIG. 1 is roughly divided into two functions. One is an imaging function, and the other is a camera shake correction function. First, the imaging function will be described. An image of a subject is formed on the imaging surface of the imaging element 162 by the imaging optical system 211, and the subject image is photoelectrically converted by the imaging element 162 and output as imaging data 162k. The output imaging data 162k is converted into digital data by the A / D converter 163, subjected to image processing such as white balance processing and gamma conversion in the image processing unit 165, and is recorded in the image recording unit 181 as image data 161g. And displayed on the image display unit 131 as appropriate. A series of these imaging operations are controlled by the imaging control unit 161.

一方、手振れ補正機能は、手振れ検知部301のセンサ301Pと301Yおよび振れ検出回路303により撮像装置1の手振れが検知され、手振れ補正部305により手振れ補正量が演算される。演算された手振れ補正量に応じて、アクチュエータ制御部315および駆動回路部313により移動機構331を構成する高分子アクチュエータに電界が印加されて、鏡胴201が上下(Pitch)方向(以後、P方向と言う)および左右(Yaw)方向(以後、Y方向と言う)に回動されることで鏡胴201の撮影光軸200が手振れと逆方向に回動され、手振れが補正される。ここに、振れ検出回路303、手振れ補正部305、アクチュエータ制御部315、駆動回路部313および移動機構331は本発明における手振れ補正手段として機能する。   On the other hand, in the camera shake correction function, camera shake of the imaging apparatus 1 is detected by the sensors 301P and 301Y of the camera shake detection unit 301 and the shake detection circuit 303, and the amount of camera shake correction is calculated by the camera shake correction unit 305. An electric field is applied to the polymer actuator constituting the moving mechanism 331 by the actuator control unit 315 and the drive circuit unit 313 according to the calculated camera shake correction amount, and the lens barrel 201 moves in the vertical (Pitch) direction (hereinafter, P direction). And the left and right (Yaw) direction (hereinafter referred to as the Y direction), the photographing optical axis 200 of the lens barrel 201 is rotated in the direction opposite to the camera shake, and the camera shake is corrected. Here, the shake detection circuit 303, the shake correction unit 305, the actuator control unit 315, the drive circuit unit 313, and the moving mechanism 331 function as a shake correction unit in the present invention.

なお、移動機構331については、図3以降で詳述する。   The moving mechanism 331 will be described in detail after FIG.

次に、本発明で使用される高分子アクチュエータの動作原理について、図2を用いて説明する。図2は、高分子アクチュエータの動作原理を説明するための模式図である。   Next, the operation principle of the polymer actuator used in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operating principle of the polymer actuator.

図2において、高分子アクチュエータ401は、誘電ポリマ(シリコン樹脂やアクリル系樹脂)からなる伸張部403と、伸張部403の両面に設けられる導電性の炭素粒子を混ぜた高分子材料の電極405とからなる。伸張部403の両面に設けられた電極405間に電界Eが印加されると、電極間に静電吸引力が発生して電極間が吸引され、その結果、弾性体である誘電ポリマからなる伸張部403が図の矢印の方向に伸張する。伸張の大きさは印加される電界Eの大きさに略比例する。   In FIG. 2, a polymer actuator 401 includes an extension portion 403 made of a dielectric polymer (silicon resin or acrylic resin), and an electrode 405 made of a polymer material mixed with conductive carbon particles provided on both sides of the extension portion 403. Consists of. When an electric field E is applied between the electrodes 405 provided on both surfaces of the extension portion 403, an electrostatic attraction force is generated between the electrodes and the electrodes are attracted. As a result, the extension made of a dielectric polymer that is an elastic body is generated. The unit 403 extends in the direction of the arrow in the figure. The magnitude of the extension is approximately proportional to the magnitude of the applied electric field E.

電極405を部分電極とすると、部分電極の直下の伸張部403だけが伸張するので、電極405を複数の部分電極に分割し、それぞれを別個に駆動することで、複数個の高分子アクチュエータを並べた所謂アクチュエータアレイを作成可能である。高分子アクチュエータは、発生力が大きい、軽い、音がしない、低電力で駆動できる、材料が樹脂であるため成形で自由な形状が作れる、複数個のアクチュエータを一体的に形成できる等の特徴がある。   If the electrode 405 is a partial electrode, only the extending portion 403 immediately below the partial electrode extends. Therefore, the electrode 405 is divided into a plurality of partial electrodes, and each of them is driven separately to arrange a plurality of polymer actuators. A so-called actuator array can be created. Polymer actuators are characterized by high power generation, lightness, no sound, low-power drive, the ability to make a free shape by molding because the material is resin, and the ability to form multiple actuators integrally. is there.

次に、上述した高分子アクチュエータ401を用いた移動機構331の第1の実施の形態について、図3および図4を用いて説明する。図3は、移動機構331の第1の実施の形態の構成を示す模式図で、図3(a)は移動機構331の撮影光軸200に平行で図3(b)のY1−Y2を通る平面での断面図、図3(b)は本第1の実施の形態に用いられている高分子アクチュエータ401の形状を示す模式図である。   Next, a first embodiment of the moving mechanism 331 using the polymer actuator 401 described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment of the moving mechanism 331. FIG. 3A is parallel to the photographing optical axis 200 of the moving mechanism 331 and passes through Y1-Y2 in FIG. 3B. FIG. 3B is a schematic view showing the shape of the polymer actuator 401 used in the first embodiment.

図3(a)において、撮像光学系211の結像位置に撮像素子162が配置され、撮像光学系211および撮像素子162は、鏡胴201に一体的に取り付けられている。鏡胴201は、移動機構331の保持部331aおよび規制部材331bで構成される空間内に配置されている。鏡胴201と保持部331aとの間には高分子アクチュエータ401が配置され、鏡胴201の撮像素子162側の端面に対して撮影光軸200方向(以後、F方向と言う)の+F方向に力を作用させる。   In FIG. 3A, the image pickup device 162 is disposed at the image forming position of the image pickup optical system 211, and the image pickup optical system 211 and the image pickup device 162 are integrally attached to the lens barrel 201. The lens barrel 201 is disposed in a space formed by the holding portion 331a and the regulating member 331b of the moving mechanism 331. A polymer actuator 401 is disposed between the lens barrel 201 and the holding portion 331a, and is in the + F direction of the imaging optical axis 200 direction (hereinafter referred to as the F direction) with respect to the end surface of the lens barrel 201 on the imaging element 162 side. Apply force.

高分子アクチュエータ401は、平面部401aと複数の突起状の変位部401bとを有し、変位部401bは、鏡胴201の底面部に当接するように配置されている。図2で説明したように、高分子アクチュエータの伸張の大きさは印加される電界Eの大きさに略比例するので、印加される電界Eを効率的に利用するために、変位部401bは平面部401aと同等程度の肉厚とすることが望ましい。   The polymer actuator 401 has a flat surface portion 401 a and a plurality of protruding displacement portions 401 b, and the displacement portion 401 b is disposed so as to contact the bottom surface portion of the lens barrel 201. As described with reference to FIG. 2, since the magnitude of the extension of the polymer actuator is substantially proportional to the magnitude of the applied electric field E, the displacement portion 401 b is a plane in order to efficiently use the applied electric field E. It is desirable that the thickness be equal to that of the portion 401a.

高分子アクチュエータ401の平面部401aおよび変位部401bの側部は、保持部331aと保持部331aに固定された規制部材331bとに挟まれ、電界が印加されても伸張できないように規制されている。変位部401bの鏡胴201に当接する部分の裏面凹部は鏡胴201の移動量に相当する隙間を空けて保持部331aの突起部に接している。   The flat surface portion 401a and the side portion of the displacement portion 401b of the polymer actuator 401 are sandwiched between the holding portion 331a and the regulating member 331b fixed to the holding portion 331a, and are regulated so that they cannot expand even when an electric field is applied. . The back surface concave portion of the portion of the displacement portion 401b that contacts the lens barrel 201 is in contact with the protrusion of the holding portion 331a with a gap corresponding to the amount of movement of the lens barrel 201.

鏡胴201の高分子アクチュエータ401の変位部401bと当接する面の撮像光学系211を挟んで反対面は、本発明における付勢部材として機能する付勢バネ331cにより−F方向に付勢されており、鏡胴201は、付勢バネ331cと高分子アクチュエータ401の変位部401bとに挟まれた形となっている。   The opposite surface of the lens barrel 201 that is in contact with the displacement portion 401b of the polymer actuator 401 across the imaging optical system 211 is biased in the -F direction by a biasing spring 331c that functions as a biasing member in the present invention. The lens barrel 201 is sandwiched between the biasing spring 331c and the displacement portion 401b of the polymer actuator 401.

実際に移動機構331を組み立てる場合には、浅いコップ形状の保持部331aの内部に高分子アクチュエータ401を落とし込むようにして配置し、その上に規制部材331bを置いて保持部331aに固定する。次に、鏡胴201を規制部材331bの内部に落とし込み、上から付勢バネ331cで押さえ込めばよく、非常に簡単に組み立てることができ、組立費用を安価に抑えることができる。   When the moving mechanism 331 is actually assembled, the polymer actuator 401 is placed inside the shallow cup-shaped holding portion 331a, and the regulating member 331b is placed thereon and fixed to the holding portion 331a. Next, it is only necessary to drop the lens barrel 201 into the regulating member 331b and press the lens barrel 201 with a biasing spring 331c from above, which makes it possible to assemble very easily and to reduce assembly costs at a low cost.

図3(b)において、高分子アクチュエータ401は、例えば射出成形で一体的に形成され、矩形のシート状の平面部401a上に突起状の変位部401bが4個配置されている。図のP方向の+側の変位部を401bp1、P方向の−側の変位部を401bp2、Y方向の+側の変位部を401by1、Y方向の−側の変位部を401by2とする。   In FIG. 3B, the polymer actuator 401 is integrally formed by, for example, injection molding, and four projecting displacement portions 401b are arranged on a rectangular sheet-like plane portion 401a. In the figure, the + side displacement part in the P direction is 401 bp1, the − direction displacement part in the P direction is 401 bp2, the + direction displacement part in the Y direction is 401 by1, and the − side displacement part in the Y direction is 401 by2.

平面部401aは、保持部331aの内面に添うように挿入される。形状はここに示したものに限られるものではなく、挿入されるスペースに即した任意の形状でよい。図2に示した電極405は、例えば、図の紙面表面側は撮像素子パッケージ162aと接する頂上部を除く変位部401bの全面に部分電極として設けられ、図の紙面裏面側は変位部401bの凹部も含めて全面に設けられる。   The flat surface portion 401a is inserted so as to follow the inner surface of the holding portion 331a. The shape is not limited to the one shown here, and may be any shape according to the space to be inserted. For example, the electrode 405 shown in FIG. 2 is provided as a partial electrode on the entire surface of the displacement portion 401b excluding the top contacting the imaging device package 162a on the paper surface side of the drawing, and the back surface side of the drawing is a concave portion of the displacement portion 401b. Is provided on the entire surface.

このように、高分子アクチュエータ401は、成形等により4つの変位部を一体的に形成でき、形状も組み込む相手の形状に合わせて任意であり、簡便にかつ安価に作製することができる。   As described above, the polymer actuator 401 can integrally form the four displacement portions by molding or the like, and the shape is arbitrary according to the shape of the counterpart to be incorporated, and can be manufactured easily and inexpensively.

図4は、図3で説明した4つの変位部401bp1、401bp2、401by1および401by2に印加される電界Eと撮像素子162のP方向変位およびY方向変位の関係を示すタイミングチャートである。   FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the electric field E applied to the four displacement portions 401 bp 1, 401 bp 2, 401 by 1, and 401 by 2 described in FIG. 3 and the displacement in the P direction and the Y direction of the image sensor 162.

図4において、タイミングT1で、図3に示した変位部401bp1に+Eの電界が印加されると、高分子アクチュエータ401の変位部401b以外の部分は規制部材331bと保持部331aとに挟まれて伸びることができないので、変位部401bp1が伸張して鏡胴201の当接部を+F方向に押す。鏡胴201は付勢バネ331cにより−F方向に付勢されているため、変位部401bp1に当接している側のみが+F方向に押し上げられ、全体として、変位部401bp2を支点として鏡胴201が−P方向に回動される。ただし、鏡胴201が−P方向に回動することで、変位部401bp2の頭頂部が鏡胴201の端部に押されて変形するので、変位部401bp2は完全な支点ではない。   In FIG. 4, when the electric field of + E is applied to the displacement part 401bp1 shown in FIG. 3 at timing T1, the part other than the displacement part 401b of the polymer actuator 401 is sandwiched between the regulating member 331b and the holding part 331a. Since it cannot extend, the displacement portion 401 bp 1 extends and pushes the contact portion of the lens barrel 201 in the + F direction. Since the lens barrel 201 is urged in the −F direction by the urging spring 331c, only the side in contact with the displacement portion 401bp1 is pushed up in the + F direction. As a whole, the lens barrel 201 is supported with the displacement portion 401bp2 as a fulcrum. It is rotated in the -P direction. However, as the lens barrel 201 rotates in the −P direction, the top of the displacement portion 401 bp 2 is pushed and deformed by the end portion of the lens barrel 201, so the displacement portion 401 bp 2 is not a complete fulcrum.

同様に、タイミングT2で変位部401bp2に+Eの電界が印加されることで、変位部401bp2が伸張して鏡胴201の当接部を+F方向に押し、全体として鏡胴201が+P方向に回動される。   Similarly, when an electric field of + E is applied to the displacement portion 401 bp 2 at timing T 2, the displacement portion 401 bp 2 expands and pushes the contact portion of the lens barrel 201 in the + F direction, so that the lens barrel 201 rotates in the + P direction as a whole. Moved.

タイミングT3で変位部401by1に+Eの電界が印加されることで、変位部401by1が伸張して鏡胴201の当接部を+F方向に押し、全体として鏡胴201が−Y方向に回動される。   When the electric field of + E is applied to the displacement portion 401by1 at timing T3, the displacement portion 401by1 expands and pushes the contact portion of the lens barrel 201 in the + F direction, and the lens barrel 201 is rotated in the −Y direction as a whole. The

同様に、タイミングT4で変位部401by2に+Eの電界が印加されることで、変位部401by2が伸張して鏡胴201の当接部を+F方向に押し、全体として鏡胴201が+Y方向に回動される。   Similarly, when an electric field of + E is applied to the displacement portion 401by2 at timing T4, the displacement portion 401by2 expands and pushes the contact portion of the lens barrel 201 in the + F direction, and the lens barrel 201 rotates in the + Y direction as a whole. Moved.

タイミングT1とT3の電界を同時に印加すると、鏡胴201は−P/−Y方向に回動される。同様に、タイミングT1とT4の電界を同時に印加すると鏡胴201は−P/+Y方向に回動され、タイミングT2とT3の電界を同時に印加すると鏡胴201は+P/−Y方向に回動され、タイミングT2とT4の電界を同時に印加すると鏡胴201は+P/+Y方向に回動される。   When the electric fields at the timings T1 and T3 are applied simultaneously, the lens barrel 201 is rotated in the −P / −Y direction. Similarly, when the electric fields at timings T1 and T4 are applied simultaneously, the lens barrel 201 is rotated in the -P / + Y direction, and when the electric fields at timings T2 and T3 are applied simultaneously, the lens barrel 201 is rotated in the + P / -Y direction. When the electric fields at timings T2 and T4 are applied simultaneously, the lens barrel 201 is rotated in the + P / + Y direction.

以上に示したように、本第1の実施の形態によれば、高分子アクチュエータ401は、4つの変位部401bp1、401bp2、401by1および401by2を一体的に形成でき、鏡胴201と移動機構331の保持部331aの間の僅かの隙間に配置することができるために、スペース効率が非常によく、組立が容易である。また、鏡胴201を付勢バネ331cと高分子アクチュエータ401の弾性により保持しているために衝撃に強い。さらに、駆動も、単に電界Eを印加するだけと非常に簡単で、例えば圧電アクチュエータのような共振のピークも持たないために、制御も非常にしやすい。   As described above, according to the first embodiment, the polymer actuator 401 can integrally form the four displacement portions 401 bp 1, 401 bp 2, 401 by 1 and 401 by 2, and the lens barrel 201 and the moving mechanism 331 can be formed integrally. Since it can arrange | position in the slight clearance gap between the holding | maintenance parts 331a, space efficiency is very good and an assembly is easy. Further, since the lens barrel 201 is held by the elasticity of the biasing spring 331c and the polymer actuator 401, it is resistant to impact. Furthermore, the drive is very simple by simply applying the electric field E, and since it does not have a resonance peak as in a piezoelectric actuator, for example, control is very easy.

図3においては、鏡胴201は付勢バネ331cによって−F方向に付勢されているとしたが、鏡胴201のレンズ211側にも高分子アクチュエータ401を設け、鏡胴201の上下両方から高分子アクチュエータ401を用いた駆動を行ってもよい。この例を移動機構331の第2の実施の形態として図5を用いて説明する。図5は移動機構331の第3の実施の形態の構成を示す模式図で、図5(a)は移動機構331の撮影光軸200に平行で図5(b)のY1−Y2を通る平面での断面図、図5(b)は本第2の実施の形態の鏡胴上部に設けられている高分子アクチュエータ401の形状を示す模式図である。   In FIG. 3, the lens barrel 201 is biased in the −F direction by the biasing spring 331 c, but a polymer actuator 401 is also provided on the lens 211 side of the lens barrel 201, and both from above and below the lens barrel 201. You may drive using the polymer actuator 401. FIG. This example will be described with reference to FIG. 5 as a second embodiment of the moving mechanism 331. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the third embodiment of the moving mechanism 331. FIG. 5A is a plane parallel to the photographing optical axis 200 of the moving mechanism 331 and passing through Y1-Y2 in FIG. 5B. FIG. 5B is a schematic view showing the shape of the polymer actuator 401 provided on the upper part of the lens barrel of the second embodiment.

図5(a)において、鏡胴201および撮像素子162側の移動機構331は図3に示したものと同じである。本実施の形態では、鏡胴201のレンズ側にも、図5(b)に示した変位部401by3、401by4、401bp3、401bp4を有し、中央に穴が空いた高分子アクチュエータ401、保持部331dおよび規制部材331eを備えており、鏡胴201は、撮影光軸200に略平行な+Fおよび−F方向から高分子アクチュエータ401によって挟み込まれており、高分子アクチュエータ401は撮影光軸200に略平行でかつ逆の方向から鏡胴201に力を作用させる。   In FIG. 5A, the moving mechanism 331 on the lens barrel 201 and the image sensor 162 side is the same as that shown in FIG. In the present embodiment, on the lens side of the lens barrel 201, the polymer actuator 401 having the displacement portions 401by3, 401by4, 401bp3, 401bp4 shown in FIG. 5B and having a hole in the center, and the holding portion 331d. The lens barrel 201 is sandwiched by the polymer actuator 401 from + F and −F directions substantially parallel to the photographing optical axis 200, and the polymer actuator 401 is substantially parallel to the photographing optical axis 200. In addition, force is applied to the lens barrel 201 from the opposite direction.

実際に移動機構331を組み立てる場合には、浅いコップ形状の保持部331aの内部に高分子アクチュエータ401を落とし込むようにして配置し、その上に規制部材331bを置いて保持部331aに固定する。次に、鏡胴201を規制部材331bの内部に落とし込む。次に、中央に穴が空いた浅いコップ形状の保持部材331dの内部に、同じく中央に穴が空いた高分子アクチュエータ401を落とし込み、その上に中央に穴が空いた規制部材331eを置いて保持部331dに固定したものを、鏡胴201のレンズ211側からはめ込んで保持部材331bと固定することで、非常に簡単に組み立てることができ、組立費用を安価に抑えることができる。   When the moving mechanism 331 is actually assembled, the polymer actuator 401 is placed inside the shallow cup-shaped holding portion 331a, and the regulating member 331b is placed thereon and fixed to the holding portion 331a. Next, the lens barrel 201 is dropped into the regulating member 331b. Next, a polymer actuator 401 having a hole in the center is dropped into a shallow cup-shaped holding member 331d having a hole in the center, and a regulating member 331e having a hole in the center is placed thereon and held. By fixing what is fixed to the portion 331d from the lens 211 side of the lens barrel 201 and fixing it to the holding member 331b, it is possible to assemble very easily and to reduce assembly costs at a low cost.

移動機構331の駆動方法としては、変位部401bp1と401bp4、401bp2と401bp3、401by1と401by4、401by2と401by3をそれぞれ組にして、図4に示した変位部401bp1、401bp2、401by1および401by2に印加している印加電界Eを印加すれば、図4と同じ動作を行わせることができる。   As a driving method of the moving mechanism 331, the displacement portions 401bp1 and 401bp4, 401bp2 and 401bp3, 401by1 and 401by4, 401by2 and 401by3 are respectively paired and applied to the displacement portions 401bp1, 401bp2, 401by1, and 401by2 shown in FIG. If the applied electric field E is applied, the same operation as in FIG. 4 can be performed.

本実施の形態では、図3(b)および図5(b)に示したように、変位部401by1の鏡胴201を挟んだ対面に変位部401by3を配置し、同様に変位部401by2の対面に変位部401by4、変位部401bp1の対面に変位部401bp3、変位部401bp2の対面に変位部401bp4を配置しているが、例えば変位部401by1と401bp1の中間の対面に401by3を配置し、以下同様に45°ずつずらせて配置してもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3B and FIG. 5B, the displacement portion 401by3 is disposed on the opposite side of the lens barrel 201 of the displacement portion 401by1, and similarly on the opposite side of the displacement portion 401by2. Displacement part 401by3, displacement part 401bp3 and displacement part 401bp4 are arranged on the opposite side of displacement part 401by4 and displacement part 401bp1, for example. They may be shifted by °.

また、本実施の形態では鏡胴201を挟み込む2つの高分子アクチュエータ401は、図3(b)および図5(b)に示したように別体のものとしたが、図3(b)および図5(b)に示した2つの高分子アクチュエータ401に保持部331bに添った連結部を設けて一体化してもよい。   Further, in this embodiment, the two polymer actuators 401 sandwiching the lens barrel 201 are separated as shown in FIGS. 3B and 5B, but FIG. The two polymer actuators 401 shown in FIG. 5B may be integrated by providing a connecting portion that follows the holding portion 331b.

以上に示したように、本第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、高分子アクチュエータ401は、4つの変位部を一体的に形成でき、鏡胴201と移動機構331の保持部331aの間の僅かの隙間に配置することができるために、スペース効率が非常によく、組立が容易である。また、鏡胴201を高分子アクチュエータ401で挟み込み、その弾性により保持しているために衝撃に強く、個々の変位部は小型化でき、さらに省スペース化が可能となる。さらに、駆動も、単に電界Eを印加するだけと非常に簡単で、例えば圧電アクチュエータのような共振のピークも持たないために、制御も非常にしやすい。   As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the polymer actuator 401 can integrally form four displacement portions and move with the lens barrel 201. Since it can arrange | position in the slight clearance gap between the holding parts 331a of the mechanism 331, space efficiency is very good and an assembly is easy. Further, since the lens barrel 201 is sandwiched between the polymer actuators 401 and held by its elasticity, it is strong against impacts, and each displacement portion can be miniaturized and further space saving can be achieved. Furthermore, the drive is very simple by simply applying the electric field E, and since it does not have a resonance peak as in a piezoelectric actuator, for example, control is very easy.

次に、高分子アクチュエータ401を用いた移動機構331の第3の実施の形態を、図6および図7を用いて説明する。図6は、移動機構331の第3の実施の形態の構成を示す模式図で、図6(a)は第3の実施の形態の撮影光軸200の+F方向から−F方向を見た上面図で、図6(b)は図6(a)のA−A’断面図である。本第3の実施の形態においては、第1の実施の形態と異なり、高分子アクチュエータ401は、3つの変位部401bを正三角形の各頂点の位置に配置してある。   Next, a third embodiment of the moving mechanism 331 using the polymer actuator 401 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the third embodiment of the moving mechanism 331. FIG. 6A is a top view of the imaging optical axis 200 of the third embodiment viewed from the + F direction to the −F direction. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. In the third embodiment, unlike the first embodiment, the polymer actuator 401 has three displacement portions 401b arranged at the positions of the vertices of an equilateral triangle.

図6(a)および(b)において、平面部401aと3つの変位部401bとが一体的にシート状に形成された高分子アクチュエータ401は、浅いコップ型の保持部331aの底部に落とし込む形で配置され、3つの変位部401b以外の部分が保持部331aと規制部材331bとで挟み込まれることで、電界が印加されても伸張できないように規制されている。3つの変位部401bは、平面部401aと同等程度の肉厚とするのが望ましい。   6 (a) and 6 (b), the polymer actuator 401 in which the flat surface portion 401a and the three displacement portions 401b are integrally formed in a sheet shape is dropped into the bottom of the shallow cup-shaped holding portion 331a. The portions other than the three displacement portions 401b are arranged so as to be sandwiched between the holding portion 331a and the restricting member 331b, so that they are restricted so that they cannot expand even when an electric field is applied. It is desirable that the three displacement portions 401b have the same thickness as the flat portion 401a.

撮像光学系211および撮像素子162を一体的に支持する鏡胴201は、規制部材331bの内側に配置され、撮像素子162が取り付けられている側の端面が高分子アクチュエータ401の3つの変位部401bの先端に当接している。鏡胴201の変位部401bに当接していない側の端面は、規制部材331bに取り付けられた付勢バネ331cの先端に当接しており、これにより、鏡胴201は−F方向に付勢されている。   The lens barrel 201 that integrally supports the imaging optical system 211 and the imaging element 162 is disposed inside the regulating member 331b, and the end surface on the side where the imaging element 162 is attached has three displacement portions 401b of the polymer actuator 401. It is in contact with the tip. The end surface of the lens barrel 201 that is not in contact with the displacement portion 401b is in contact with the tip of an urging spring 331c attached to the restricting member 331b, whereby the lens barrel 201 is urged in the −F direction. ing.

高分子アクチュエータ401の3つの変位部401b1、401b2および401b3は、撮影光軸200を中心として各々120°隔てた正三角形の頂点の位置に配置されており、3つの変位部401b1、401b2および401b3に印加する電界Eの大きさを個別に適宜制御することで鏡胴201を移動機構331の内部で自由に回動させることができる。   The three displacement parts 401b1, 401b2, and 401b3 of the polymer actuator 401 are arranged at the positions of the vertices of equilateral triangles that are 120 degrees apart from each other with respect to the imaging optical axis 200, and the three displacement parts 401b1, 401b2, and 401b3 The lens barrel 201 can be freely rotated inside the moving mechanism 331 by appropriately controlling the magnitude of the applied electric field E individually.

図7は、図6で説明した3つの変位部401b1、401b2および401b3に印加される電界Eと鏡胴201のP方向変位およびY方向変位の関係を示すタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the electric field E applied to the three displacement portions 401b1, 401b2, and 401b3 described in FIG. 6 and the displacement in the P direction and the Y direction of the lens barrel 201.

図7において、タイミングT11で変位部401b1に+Eの電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b1に当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は−P方向に回動される。タイミングT12で変位部401b2に+Eの電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b2に当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は+Y方向に回動されるとともに+P方向にも少し回動される。   In FIG. 7, when an electric field of + E is applied to the displacement part 401b1 at the timing T11, the part of the lens barrel 201 that contacts the displacement part 401b1 is pushed in the + F direction, and the mirror is balanced with the force of the biasing spring 331c. The barrel 201 is rotated in the −P direction. When an electric field of + E is applied to the displacement portion 401b2 at timing T12, the portion of the lens barrel 201 that contacts the displacement portion 401b2 is pushed in the + F direction, and the lens barrel 201 is + Y due to the balance with the force of the biasing spring 331c. And also slightly rotated in the + P direction.

タイミングT13で変位部401b3に+Eの電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b3に当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は−Y方向に回動されるとともに+P方向にも少し回動される。タイミングT14で変位部401b2と401b3とに+Eの電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b2と401b3とに当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は+P方向に回動される。   When an electric field of + E is applied to the displacement portion 401b3 at timing T13, the portion of the lens barrel 201 that contacts the displacement portion 401b3 is pushed in the + F direction, and the lens barrel 201 is-due to the balance with the force of the biasing spring 331c. It is rotated in the Y direction and slightly in the + P direction. When a + E electric field is applied to the displacement portions 401b2 and 401b3 at timing T14, the portion of the lens barrel 201 that contacts the displacement portions 401b2 and 401b3 is pushed in the + F direction, and is balanced with the force of the biasing spring 331c. The lens barrel 201 is rotated in the + P direction.

タイミングT15で変位部401b2に+Eの電界が印加され、変位部401b1に+Eよりも小さい電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b1と401b2とに当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は+Y方向に回動される。タイミングT16で変位部401b3に+Eの電界が印加され、変位部401b1に+Eよりも小さい電界が印加されると、鏡胴201の変位部401b1と401b3とに当接する部分が+F方向に押され、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は−Y方向に回動される。   When an electric field of + E is applied to the displacement portion 401b2 at timing T15 and an electric field smaller than + E is applied to the displacement portion 401b1, the portion that contacts the displacement portions 401b1 and 401b2 of the lens barrel 201 is pushed in the + F direction. The lens barrel 201 is rotated in the + Y direction by the balance with the force of the biasing spring 331c. When an electric field of + E is applied to the displacement part 401b3 at timing T16 and an electric field smaller than + E is applied to the displacement part 401b1, the part that contacts the displacement parts 401b1 and 401b3 of the lens barrel 201 is pushed in the + F direction. The lens barrel 201 is rotated in the −Y direction by balance with the force of the biasing spring 331c.

本第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果に加えて、3つの変位部401b1、401b2および401b3が鏡胴201の端面に3点当たりで力を加えることで、撮影光軸200を中心に鏡胴201をP方向およびY方向に安定的に自在に回動させることができる。   According to the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the three displacement portions 401b1, 401b2, and 401b3 apply force to the end surface of the lens barrel 201 at three points, thereby taking an image. The lens barrel 201 can be stably and freely rotated about the optical axis 200 in the P direction and the Y direction.

次に、高分子アクチュエータ401を用いた移動機構331の第の実施の形態を、図8および図9を用いて説明する。図8は、移動機構331の第3の実施の形態に用いられる高分子アクチュエータ401の構成の第2の例を示す模式図で、図8(a)は電界Eが印加されていない場合の断面図、図8(b)は電界Eが印加されている場合の断面図である。 Next, a fourth embodiment of the moving mechanism 331 using the polymer actuator 401 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic diagram showing a second example of the configuration of the polymer actuator 401 used in the third embodiment of the moving mechanism 331. FIG. 8A is a cross-section when the electric field E is not applied. FIG. 8 and FIG. 8B are cross-sectional views when the electric field E is applied.

上述した移動機構331の第1、第2および第3の実施の形態においては、高分子アクチュエータ401は、例えば図3(b)に示したように、平面部401aと突起状の変位部401bとを持っており、電極405は、図の紙面表面側は撮像素子パッケージ162aと接する頂上部を除く変位部401bの全面に部分電極として設けられ、図の紙面裏面側は変位部401bの凹部も含めて全面に設けられており、電極間に電界が印加されることで変位部401bが伸張してアクチュエータとして動作する。   In the first, second, and third embodiments of the moving mechanism 331 described above, the polymer actuator 401 includes, for example, a flat surface portion 401a, a protruding displacement portion 401b, as shown in FIG. The electrode 405 is provided as a partial electrode on the entire surface of the displacement portion 401b excluding the top contacting the image sensor package 162a on the paper surface side of the drawing, and the back surface side of the drawing includes the concave portion of the displacement portion 401b. The displacement portion 401b expands to operate as an actuator when an electric field is applied between the electrodes.

一方、図8で説明する高分子アクチュエータ401の構成の第2の例では、高分子アクチュエータ401は平面形状をしており、突起状の変位部401bは有しない。従って、電極405は印刷等で簡単に形成することができるし、高分子アクチュエータ401を移動機構331に組み込むのもさらに容易である。   On the other hand, in the second example of the configuration of the polymer actuator 401 described with reference to FIG. 8, the polymer actuator 401 has a planar shape and does not have the protruding displacement portion 401b. Therefore, the electrode 405 can be easily formed by printing or the like, and it is easier to incorporate the polymer actuator 401 into the moving mechanism 331.

図8(a)において、高分子アクチュエータ401は、誘電ポリマ(シリコン樹脂やアクリル系樹脂)からなる平面状の伸張部403と、導電性の炭素粒子を混ぜた高分子材料からなる上面電極405aおよび下面電極405bとで構成されている。この例では、上面電極405aは部分電極、下面電極405bは全面電極としている。上面電極405aと下面電極405bとで挟まれた領域がアクチュエータとして作用する作用部401xである。   In FIG. 8A, a polymer actuator 401 includes a planar extension 403 made of a dielectric polymer (silicon resin or acrylic resin), an upper surface electrode 405a made of a polymer material in which conductive carbon particles are mixed, and It is comprised with the lower surface electrode 405b. In this example, the upper electrode 405a is a partial electrode, and the lower electrode 405b is a full electrode. A region sandwiched between the upper surface electrode 405a and the lower surface electrode 405b is an action portion 401x that acts as an actuator.

図8に示した例は最も基本的な例であり、図3(b)に示したと同様に、上面電極405aの頂上部を部分的に除くことにより電極の摩耗による変形特性の劣化を防止したり、変形しやすい部分を作ることによって変形の方向性を決める等の種々の工夫が可能である。   The example shown in FIG. 8 is the most basic example. Similarly to the case shown in FIG. 3B, the top of the upper surface electrode 405a is partially removed to prevent deterioration of deformation characteristics due to electrode wear. In addition, various ideas such as determining the direction of deformation by creating a portion that is easily deformed are possible.

高分子アクチュエータ401は、剛性をあげて変形を安定させるために、作用部401x以外の部分が保持部331aと規制部材331bとで挟み込まれている。保持部331aは、作用部401xの範囲ギリギリあるいは作用部401xに一部かかる程度に、規制部材331bよりも作用部401xの近くまで延ばされることが望ましい。   In the polymer actuator 401, a portion other than the action portion 401x is sandwiched between the holding portion 331a and the regulating member 331b in order to increase the rigidity and stabilize the deformation. It is desirable that the holding portion 331a is extended to the vicinity of the action portion 401x rather than the regulating member 331b to the extent that the range of the action portion 401x or a part of the action portion 401x is applied.

図8(b)において、スイッチSwがオンされて上面電極405aと下面電極405bとの間に電界Eが印加されると、作用部401xが静電気力により圧縮されて横方向に伸び、保持部331aが障害となって下面電極405b側には伸びることができないため、結果として図のように上面電極405a側に凸のお椀形状に変形する。電極405も伸張部403と同様にゴムのような柔軟な高分子材料でできているため、伸張部403と一緒に伸びて、凸形状に変形する。   In FIG. 8B, when the switch Sw is turned on and an electric field E is applied between the upper surface electrode 405a and the lower surface electrode 405b, the action portion 401x is compressed by electrostatic force and extends in the lateral direction, and the holding portion 331a. Becomes an obstacle and cannot extend to the lower surface electrode 405b side, and as a result, it is deformed into a bowl shape convex toward the upper surface electrode 405a side as shown in the figure. Since the electrode 405 is also made of a flexible polymer material such as rubber like the extending portion 403, it extends together with the extending portion 403 and deforms into a convex shape.

高分子アクチュエータ401は、その構造および材料から電気的にはキャパシタと同様の特性を持つため、一度電界が印加されて作用部401xが凸形状に変形すると、スイッチSwがオフされても電極間の電界は維持され、変形も維持される。電極間を短絡する等で電界を取り除くと、作用部401xは元の平面に戻る。   Since the polymer actuator 401 has characteristics similar to those of a capacitor in terms of its structure and material, once the electric field is applied and the action part 401x is deformed into a convex shape, the switch between the electrodes is turned off even if the switch Sw is turned off. The electric field is maintained and the deformation is also maintained. When the electric field is removed by short-circuiting the electrodes, the action part 401x returns to the original plane.

図9は、図8に示した高分子アクチュエータ401の第2の例を図3に示した移動機構331の第1の実施の形態に適用した移動機構331の第4の実施の形態を示す模式図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the moving mechanism 331 applied to the first embodiment of the moving mechanism 331 shown in FIG. 3 in the second example of the polymer actuator 401 shown in FIG. FIG.

図9において、高分子アクチュエータ401は、保持部331aの内側に落とし込まれる形で配置されている。図9には、図3の変位部401by1と401by2とに相当する作用部401x1の上面電極405a1および作用部401x2の上面電極405a2を例示してある。保持部331aには、作用部の上面電極405a1および405a2の裏面部に空気穴としての開口部407が設けられている。高分子アクチュエータ401は、図3および図6と同様に、作用部の上面電極405a以外の部分が保持部331aと規制部材331bとに挟まれており、電界が印加されても伸張できないように規制されている。   In FIG. 9, the polymer actuator 401 is arranged in such a manner that it is dropped inside the holding part 331a. 9 illustrates an upper surface electrode 405a1 of the action portion 401x1 and an upper surface electrode 405a2 of the action portion 401x2 corresponding to the displacement portions 401by1 and 401by2 of FIG. The holding portion 331a is provided with an opening 407 as an air hole on the back surface of the upper surface electrodes 405a1 and 405a2 of the action portion. Similar to FIGS. 3 and 6, the polymer actuator 401 has a portion other than the upper surface electrode 405a of the action portion sandwiched between the holding portion 331a and the restriction member 331b, and is restricted so that it cannot expand even when an electric field is applied. Has been.

撮像光学系211および撮像素子162を一体的に支持する鏡胴201は、これも図3および図6と同様に、規制部材331bの内側に配置され、撮像素子162が取り付けられている側の端面が高分子アクチュエータ401の作用部401xに当接している。鏡胴201の作用部の上面電極405aに当接していない側の端面は、規制部材331bに取り付けられた付勢バネ331cの先端に当接しており、これにより、鏡胴201は−F方向に付勢されている。   The lens barrel 201 that integrally supports the image pickup optical system 211 and the image pickup element 162 is also arranged inside the regulating member 331b and is the end face on the side where the image pickup element 162 is attached, as in FIGS. Is in contact with the action portion 401 x of the polymer actuator 401. The end surface of the working portion of the lens barrel 201 that is not in contact with the upper surface electrode 405a is in contact with the tip of a biasing spring 331c attached to the restricting member 331b, whereby the lens barrel 201 is in the −F direction. It is energized.

以上の状態で、例えば図4のタイミングT4に示したと同様に、図3の変位部401by2に相当する作用部401x2の上面電極405a2と下面電極405bとの間に電界Eが印加されると、作用部401x2が上面電極405a2側に凸のお椀形状に盛り上がり、鏡胴201の作用部401x2に当接している部分が押し上げられ、付勢バネ331cの力とのバランスにより、鏡胴201は+Y方向に回動される。図9にはこの状態を例示したが、その他の作用部401xの上面電極405aと下面電極405bとの間に電界Eが印加された場合も図4と同様に考えればよい。また、作用部401xを3個用いて、図6と同様の構成を実現することも可能である。   If the electric field E is applied between the upper surface electrode 405a2 and the lower surface electrode 405b of the action part 401x2 corresponding to the displacement part 401by2 in FIG. The portion 401x2 swells in a bowl shape convex toward the upper surface electrode 405a2, the portion of the barrel 201 that is in contact with the action portion 401x2 is pushed up, and the balance of the force of the biasing spring 331c causes the barrel 201 to move in the + Y direction. It is rotated. Although this state is illustrated in FIG. 9, the case where the electric field E is applied between the upper surface electrode 405a and the lower surface electrode 405b of the other action part 401x may be considered similarly to FIG. Further, it is possible to realize a configuration similar to that of FIG. 6 by using three action portions 401x.

以上に述べた移動機構331の第4の実施の形態によれば、第1あるいは第3の実施の形態の効果に加えて、高分子アクチュエータ401が平面形状で構成できるため、電極405が印刷等で簡単に形成することができ、高分子アクチュエータ401を移動機構331に組み込む場合も、移動機構内部にはめ込むだけでよく、非常に容易である。また、保持部331aによって変形の方向を規制したり、上面電極405aの頂上部を部分的に除くことで変形しやすい部分を作る等により、変形の方向性を決める要素を簡単に作成することができる。   According to the fourth embodiment of the moving mechanism 331 described above, in addition to the effects of the first or third embodiment, since the polymer actuator 401 can be configured in a planar shape, the electrode 405 is printed or the like. In the case where the polymer actuator 401 is incorporated into the moving mechanism 331, it is only necessary to fit it inside the moving mechanism, which is very easy. In addition, it is possible to easily create an element that determines the directionality of deformation, such as by restricting the direction of deformation by the holding portion 331a or creating a portion that is easily deformed by partially removing the top of the upper surface electrode 405a. it can.

以上に述べたように、本発明によれば、撮像光学系と撮像素子とを一体に支持する鏡胴を、高分子アクチュエータを用いて撮影光軸回りに回動させることにより、手振れ補正を実現し、しかも組立性のよいアクチュエータを実現することで、小型で低コストで高性能な撮像ユニットおよび撮像装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, camera shake correction is realized by rotating the lens barrel that integrally supports the imaging optical system and the imaging device around the imaging optical axis using a polymer actuator. In addition, by realizing an actuator with good assemblability, it is possible to provide a high-performance imaging unit and imaging apparatus that are small and low in cost.

尚、本発明に係る撮像ユニットおよび撮像装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   It should be noted that the detailed configuration and detailed operation of each component constituting the imaging unit and the imaging apparatus according to the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

撮像装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an imaging device. 高分子アクチュエータの動作原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operation principle of a polymer actuator. 移動機構の第1の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 1st Embodiment of a moving mechanism. 第1の実施の形態における高分子アクチュエータに印加される電界と鏡胴の変位の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between the electric field applied to the polymer actuator in 1st Embodiment, and the displacement of a lens barrel. 移動機構の第2の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of a moving mechanism. 移動機構の第3の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 3rd Embodiment of a moving mechanism. 第3の実施の形態における高分子アクチュエータに印加される電界と鏡胴の変位の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between the electric field applied to the polymer actuator in 3rd Embodiment, and the displacement of a lens barrel. 高分子アクチュエータの第2の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of a polymer actuator. 移動機構の第4の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 4th Embodiment of a moving mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像装置
111 操作部
131 画像表示部
161 撮像制御部
162 撮像素子
163 アナログデジタル(A/D)変換器
165 画像処理部
181 画像記録部
200 撮影光軸
201 鏡胴
211 撮像光学系
300 撮像回路
301 手振れ検知部
303 振れ検出回路
305 手振れ補正部
313 駆動回路部
315 アクチュエータ制御部
330 撮像ユニット
331 移動機構
331a 保持部
331b 規制部材
331c 付勢バネ
331d 保持部
331e 規制部材
350 撮像部
401 高分子アクチュエータ
401a 平面部
401b 変位部
401x 作用部
403 伸張部
405 電極
407 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 111 Operation part 131 Image display part 161 Imaging control part 162 Image pick-up element 163 Analog digital (A / D) converter 165 Image processing part 181 Image recording part 200 Imaging optical axis 201 Lens barrel 211 Imaging optical system 300 Imaging circuit 301 Camera shake detection unit 303 Camera shake detection circuit 305 Camera shake correction unit 313 Drive circuit unit 315 Actuator control unit 330 Imaging unit 331 Movement mechanism 331a Holding unit 331b Restricting member 331c Energizing spring 331d Holding unit 331e Restricting member 350 Imaging unit 401 Polymer actuator 401a Plane Part 401b Displacement part 401x Action part 403 Extension part 405 Electrode 407 Opening part

Claims (6)

被写体の像を結像する撮像光学系と前記撮像光学系で結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを一体に支持する鏡胴と、
前記鏡胴を撮影光軸が傾斜するように回動させる高分子アクチュエータと、
前記高分子アクチュエータを保持する保持部と、
を備えた撮像ユニットにおいて、
前記高分子アクチュエータは略平面形状で、一方の面は前記鏡胴の後端部に面し、他方の面は前記保持部に面するように配置され、
前記高分子アクチュエータは、前記保持部に伸長不可であるように固定された平面部と前記保持部に固定されておらず伸長可能な複数の変位部とを含み、
前記複数の変位部が夫々、面方向に伸長することにより平面部から前記鏡胴の後端部に向かって突起状に突出し、その突出した先端部が前記鏡胴の後端部を押圧し前記押圧方向へ移動させることによって、前記撮像光学系の光軸が傾斜するように前記鏡胴を回動させることを特徴とする撮像ユニット。
A lens barrel for supporting integrally an imaging device that captures an image of the imaged object by the imaging optical system and the front SL imaging optical system for forming an image of an object,
A polymer actuator that rotates the lens barrel so that the photographing optical axis is inclined ;
A holding part for holding the polymer actuator;
In an imaging unit comprising
The polymer actuator has a substantially planar shape, and one surface faces the rear end of the lens barrel, and the other surface faces the holding portion.
The polymer actuator includes a flat portion fixed so as not to extend to the holding portion and a plurality of displacement portions that are not fixed to the holding portion and can be extended.
Each of the plurality of displacement portions extends in a plane direction so as to protrude from the flat portion toward the rear end portion of the lens barrel, and the protruding tip portion presses the rear end portion of the lens barrel, An imaging unit , wherein the lens barrel is rotated so that an optical axis of the imaging optical system is inclined by moving in a pressing direction .
前記変位部は、変位前の状態において、前記鏡胴の後端部側に突出する突起部の変位部であり、前記変位部の先端部が前記鏡胴の後端部に当接し前記鏡胴を支持しており、
前記変位部が面方向に伸長することにより前記先端部が前記鏡胴の後端部を押圧し前記押圧方向へ移動させることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
The displacement portion is a displacement portion of a protruding portion that protrudes toward the rear end portion of the lens barrel in a state before displacement, and a distal end portion of the displacement portion abuts on a rear end portion of the lens barrel and the lens barrel Support
The imaging unit according to claim 1, wherein the distal end portion presses a rear end portion of the lens barrel and moves in the pressing direction when the displacement portion extends in a plane direction .
前記変位部は変位前の状態において平面形状であり、前記平面部と同一平面上にあり、The displacement part has a planar shape in a state before displacement, is on the same plane as the planar part,
前記高分子アクチュエータは、前記保持部と、前記高分子アクチュエータに対して前記保持部と反対側に配置された規制部とで挟持され、  The polymer actuator is sandwiched between the holding unit and a regulating unit disposed on the opposite side of the holding unit with respect to the polymer actuator,
前記保持部は、前記規制部が前記高分子アクチュエータを挟持しない部分の一部にも延在することにより前記変位部が前記保持部側へ突出することを規制されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。  The holding part is restricted from projecting the displacement part to the holding part side by extending the restricting part to a part of a portion that does not sandwich the polymer actuator. Item 2. The imaging unit according to Item 1.
前記鏡胴に対して前記高分子アクチュエータの反対側に配置され、前記鏡胴を介して前記高分子アクチュエータを前記保持部側に付勢する付勢手段更に備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像ユニット。 The biasing means is further provided on the opposite side of the polymer actuator with respect to the lens barrel and biases the polymer actuator toward the holding portion via the lens barrel. The imaging unit according to any one of 1 to 3 . 前記高分子アクチュエータは、前記変位部の先端部が前記鏡胴の前端部を押圧するように前記鏡胴の前端部側にも配置されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像ユニット。 4. The polymer actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer actuator is also disposed on the front end side of the lens barrel so that a distal end portion of the displacement portion presses a front end portion of the lens barrel . The imaging unit according to one item . 請求項1乃至の何れか項に記載の撮像ユニットを備えた撮像装置において、
前記撮像装置の手振れを検出する手振れ検知手段と、
前記手振れ検知手段の検知結果に基づき前記高分子アクチュエータを駆動して手振れを補正する手振れ補正手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
In the imaging device provided with the imaging unit according to any one of claims 1 to 5 ,
Camera shake detection means for detecting camera shake of the imaging device;
An image pickup apparatus comprising: a camera shake correction unit that drives the polymer actuator based on a detection result of the camera shake detection unit to correct a camera shake.
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