JP4929890B2 - Image stabilizer - Google Patents
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Description
本発明は、圧電アクチュエータ、これを用いた手ぶれ補正装置及び圧電アクチュエータの検査方法に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric actuator, a camera shake correction apparatus using the piezoelectric actuator, and a piezoelectric actuator inspection method.
従来、圧電素子を用いて構成される圧電アクチュエータが提案されるに至っている。この圧電アクチュエータは、柱状の弾性体と、この弾性体の中心部に突設された突起部、及びこの突起部の両側であって前記弾性体の表面と裏面にそれぞれ貼着された各々一対の圧電素子とで構成されている。そして、各圧電素子に電圧を印加すると、圧電素子が伸長又は収縮し、これに伴って弾性体が変形する。この弾性体の変形により、前記突起部が上下方向及びこれと交差する左右方向とに変位し、この突起部の変位によって駆動対象を上下方向と左右方向とに駆動するものである(例えば、特許文献1参照。)。
このような圧電アクチュエータを実際に各種装置に組み付けて用いるに際しては、変形に伴って弾性体自体が移動してしまうことから、これを防止して突起部が所定の変位量、変位軌跡で変位することを確保すべく、弾性体の周部を固定する必要がある。しかしながら、各種装置に組み込むに際して弾性体の周部を固定すると、固定状態や固定構造に応じて弾性体の変形量に変化が生ずる。したがって、従来の圧電アクチュエータは、各種装置に組み付けた際の固定状態や固定構造に応じて、突起部の変位量や変位軌跡が異なってしまい、設計した際に設定した変位量や変位軌跡を得られなくなってしまう。 When such a piezoelectric actuator is actually assembled and used in various devices, the elastic body itself moves along with the deformation. Therefore, this is prevented, and the protrusion is displaced by a predetermined displacement amount and displacement locus. In order to ensure this, it is necessary to fix the periphery of the elastic body. However, if the peripheral portion of the elastic body is fixed when incorporated into various devices, the amount of deformation of the elastic body changes depending on the fixed state or the fixed structure. Therefore, the conventional piezoelectric actuator has different displacement amount and displacement trajectory of the protrusions depending on the fixed state and fixed structure when assembled in various devices, and the displacement amount and displacement locus set at the time of design are obtained. It will not be possible.
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、各種装置に組み付けた場合であっても、設計時と同様の変位量、変位軌跡で突起部を動作させることのできる圧電アクチュエータを用いた手ぶれ補正装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, even when assembled in various devices, the amount of displacement of the same manner as in the design, a piezoelectric actuator capable of operating the protrusion in the displacement trajectory An object of the present invention is to provide a camera shake correction device used .
前記課題を解決するため請求項1記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、可撓性を有する変形部と、この変形部の一面に設けられた突起部と、前記変形部の一面と他面の少なくとも一方の面に設けられ、前記突起部の両側に直線状に配置された第1及び第2の圧電素子と、これら第1及び第2の圧電素子の配置方向と直交する方向に配置された第3及び第4の圧電素子と、予め前記突起部の複数の変位パターンと、各変位パターンに対応する前記第1乃至第4の圧電素子の駆動電圧を記憶した記憶手段と、前記変形部の周部に形成され、非可撓性を有する固定部と、を備え、前記記憶手段に記憶されている変位パターンに対応する前記第1乃至第4の圧電素子の駆動電圧に基づいて、前記第1乃至第4の圧電素子に駆動電圧を印加することにより、前記板状部材を撓み変形させて前記突起部を変位させる圧電アクチュエータを備え、前記圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を、前記変位パターンに従って連続的に切り替えることで前記突起部を変位させ、撮像素子を駆動させることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, in the camera shake correction device according to the first aspect of the present invention, a deformable portion having flexibility, a protrusion provided on one surface of the deformable portion, and one surface of the deformable portion, First and second piezoelectric elements which are provided on at least one of the other surfaces and are linearly arranged on both sides of the projection, and in a direction perpendicular to the arrangement direction of the first and second piezoelectric elements. Storage means for storing the arranged third and fourth piezoelectric elements, a plurality of displacement patterns of the protrusions, and driving voltages of the first to fourth piezoelectric elements corresponding to the respective displacement patterns; A fixing portion formed on the periphery of the deformable portion and having inflexibility, and based on driving voltages of the first to fourth piezoelectric elements corresponding to the displacement patterns stored in the storage means. And applying a drive voltage to the first to fourth piezoelectric elements. And a piezoelectric actuator that deflects and deforms the plate-like member to displace the protrusion, and the drive voltage applied to the piezoelectric actuator is continuously switched according to the displacement pattern to displace the protrusion. The image pickup device is driven .
また、請求項2記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記変形部と突起部とを一体的に形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the second aspect of the present invention, the deforming portion and the projecting portion are integrally formed.
また、請求項3記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記第1乃至第4の圧電素子が、前記突起部が設けられた面と同一の前記一面側と、前記突起部が設けられた面とは異なる他面側の少なくともいずれか一方に配置されたことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the third aspect of the present invention, the first to fourth piezoelectric elements are provided on the same side as the surface on which the protrusion is provided, and the protrusion is provided. It is characterized in that it is arranged on at least one of the other surface side different from the formed surface.
また、請求項4記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記固定部を、前記変形部の全周に亙って設けたことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the invention described in
また、請求項5記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記変形部と固定部とを一体的に形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the deformable portion and the fixed portion are integrally formed.
また、請求項6記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記固定部に、固定用の螺旋を挿通するための穴部及び/又は切欠部を設けたことを特徴とする。
The camera shake correction apparatus according to the invention described in
また、請求項7記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記固定部を前記変形部よりも厚肉に形成するとともに、前記固定部に配線用の凹部を形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the invention described in
また、請求項8記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記変形部に開口部を形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the eighth aspect of the present invention, an opening is formed in the deformable portion.
また、請求項9記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記開口部を、前記変形部における隣接する各圧電素子間の領域に形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the ninth aspect of the present invention, the opening is formed in a region between adjacent piezoelectric elements in the deforming portion.
また、請求項10記載の発明に係る手振れ補正装置にあっては、前記開口部を、前記変形部であって、該変形部と前記固定部との境界の近傍に形成したことを特徴とする。
In the camera shake correction apparatus according to the invention described in claim 10 , the opening is the deforming portion and is formed in the vicinity of a boundary between the deforming portion and the fixing portion. .
本発明に係る手振れ補正装置によれば、突起部が設けられた可撓性を有する変形部の周部に固定部を形成するようにしたことから、この圧電アクチュエータを実際に各種装置に組み付けて用いるに際して、固定部にて固定することができる。このとき、固定部は当該圧電アクチュエータに予め設けられている部分であって、当該圧電アクチュエータの一部として設計された部分であることから、固定部を固定して各種装置に組み付けも、突起部の変位量や変位軌跡が設計時と異なってしまうことはない。よって、各種装置に組み付けた場合であっても、当該圧電アクチュエータを設計した際に設定した変位量や変位軌跡で動作させることができる。そして、この圧電アクチュエータの設計時の動作能力と同様の動作能力で撮像素子を駆動することができる。
According to the camera shake correction device according to the present invention, since the fixing portion is formed on the peripheral portion of the flexible deformable portion provided with the protrusion, the piezoelectric actuator is actually assembled to various devices. In use, it can be fixed by a fixing portion. At this time, since the fixing portion is a portion provided in advance in the piezoelectric actuator and is a portion designed as a part of the piezoelectric actuator, the fixing portion can be fixed and assembled to various devices. The amount of displacement and the displacement locus are not different from those at the time of design. Therefore, even when assembled in various devices, it can be operated with the displacement amount and the displacement trajectory set when the piezoelectric actuator is designed. Then, the image pickup device can be driven with an operation capability similar to the operation capability at the time of designing the piezoelectric actuator.
また、本発明に係る圧電アクチュエータの検査方法によれば、完成した圧電アクチュエータの良否を、簡単な作業で容易に判別することが可能となる。 In addition, according to the inspection method for a piezoelectric actuator according to the present invention, it is possible to easily determine the quality of a completed piezoelectric actuator with a simple operation.
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。
(第1の実施の形態)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
図1〜図3に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る圧電アクチュエータ100は、矩形状のプレート2を有している。このプレート2は中央部に形成された変形部3と、この変形部3の全周に亙って形成された非変形部4とが一体的に形成されている。変形部3は肉薄状であって可撓性を有し、非変形部4は変形部3よりも肉厚状であって非可撓性を有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記変形部3の上面には、その中心部に突起部5が一体的に形成されている。図2に示すように、変形部3の下面側には、突起部5の一方側に配置された第1圧電素子Aと他方側に配置された第2圧電素子Bとが、突起部5を通過する直線上に配置されているとともに、突起部5の一方側に配置された第3圧電素子Cと他方側に配置された第4圧電素子Dとが、突起部5を通過する直線上であって、前記第1及び第2圧電素子の配列方向とは直交する直線上に配置されている。また、変形部3の上面側には、第1〜第4圧電素子A〜Dと対向する位置に第5〜第8圧電素子E〜Hが配置されている。これら第1〜第4圧電素子A〜D及び第5〜第8圧電素子E〜Hは、電導性接着剤により貼着されている。
On the upper surface of the
前記非変形部4の上下面には、前記変形部3を包囲する形状の周囲部材6が接着固定されており、図3(B)に示すように、上下の周囲部材6とこれにより挾持された前記非変形部4とにより固定部7が構成されている。固定部7には、相対向する一対の角部に、固定用のビス8等を受容するための切欠部9が形成されており、他の相対向する一対の角部には、ビス等を挿通するための円形孔11と楕円孔12とが形成されている。
A
さらに、固定部7の各隣接する角部間の中央部であって上面側と裏面側には、電線等を配索するための凹部13が設けられている。そして、図3(A)に示すように、各圧電素子A〜Hには電荷を印加できるように各々電線14が接続され、これら電線14は各々凹部13内に配索されている。また、前記プレート2は、圧電素子A〜Hの共通電極として使用するために、導電性材料からなり、図3(A)に示すように、電線15が接続される。
Furthermore, the
この圧電アクチュエータ100は、図3(B)に示すように、本実施の形態における組み付け対象であるデジタルカメラ20の所定箇所にビス8により固定される。そして、前記突起部5上にCCD22が固定された台座21が配置される。
As shown in FIG. 3B, the
図4は、本実施の形態の回路構成を示すブロック図である。メモリ16には、プログラム等が格納されている。CPU17はこのメモリ16に格納されたプログラムに従って処理を実行することにより、トランジスタ18a〜18hを制御し、FET19a〜19hを介して、第1〜第4圧電素子A〜Dに印加する電圧を制御する。また、メモリ16には、前記プログラムとともに、図5(a)に示す第1第2圧電素子制御テーブル16aと、(b)に示す第3第4圧電素子制御テーブル16b、及び図示しない第5第6圧電素子制御テーブルと第7第8圧電素子制御テーブルが格納されている。第1第2圧電素子制御テーブル16aと第3第4圧電素子制御テーブル16bには、各々パターン(1)〜(6)、(11)〜(16)に対応して、各圧電素子A〜Dに印加する電圧の正負等が記憶されている。また、図示しない第5第6圧電素子制御テーブルと第7第8圧電素子制御テーブルにも同様にパターン(1)〜(6)、(11)〜(16)に対応して、各圧電素子E〜Hに印加する電圧の正負等が記憶されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the present embodiment. The
なお、以下の説明においては、図6、7に示したように、第1圧電素子A側を「左」、第2圧電素子B側を「右」、第3圧電素子C側を「前」、第4圧電素子D側を「後」とする。 In the following description, as shown in FIGS. 6 and 7, the first piezoelectric element A side is “left”, the second piezoelectric element B side is “right”, and the third piezoelectric element C side is “front”. The fourth piezoelectric element D side is referred to as “rear”.
以上の構成に係る本実施の形態において、前記台座21は、図6、7に示すように左右を左支柱23Lと右支柱23Rにより支持され、かつ前後を前支柱23Fと後支柱23Bにより支持され、突起部5の上端部を接触させた状態で配置される。なお、図6においては、第3及び第4圧電素子C、D及び第5〜第8圧電素子E〜Hを省略して、第1及び第2圧電素子A、Bのみを図示し、図7においては、第1及び第2圧電素子A、B及び第5〜第8圧電素子E〜Hを省略して、第3及び第4圧電素子C、Dのみを図示している。
In the present embodiment according to the above configuration, the
そして、図5(a)に示した第1第2圧電素子制御テーブル16aにおけるパターン(1)に対応して、第1及び第2圧電素子A、Bへの印加電圧が共に「0」であると、図6(1)に示すように、第1及び第2圧電素子A、Bは直状を維持する。したがって、変形部3も直状を維持し、突起部5は台座21の下面に当接して静止している。
Then, corresponding to the pattern (1) in the first second piezoelectric element control table 16a shown in FIG. 5A, the applied voltages to the first and second piezoelectric elements A and B are both “0”. Then, as shown in FIG. 6A, the first and second piezoelectric elements A and B maintain a straight shape. Therefore, the
次に、パターン(2)に対応して、第1及び第2圧電素子A、Bへの印加電圧を共に「−」にすると、図6(2)に示すように、第1及び第2圧電素子A、Bは共に伸長する。したがって、変形部3は下方に膨出し、突起部5は台座21の下面から下方に離間する。
Next, when the voltage applied to the first and second piezoelectric elements A and B is set to “−” corresponding to the pattern (2), the first and second piezoelectric elements as shown in FIG. Both elements A and B extend. Accordingly, the
次に、パターン(3)に対応して、第1圧電素子Aへの印加電圧を「−」にし、第2圧電素子Bへの印加電圧を「+」にすると、図6(3)に示すように、第1圧電素子Aは伸長し、第2圧電素子Bは収縮する。したがって、変形部3の第1圧電素子A側は下方に膨出し、第2圧電素子B側は上方に膨出して、変形部3は波形に変形する。よって、突起部5は左側に傾きながら上方に変位し、右上端部5aを台座21の下面に当接させて、台座21を左右支柱23L、8Rよりも上方に押し上げる。
Next, when the applied voltage to the first piezoelectric element A is set to “−” and the applied voltage to the second piezoelectric element B is set to “+” corresponding to the pattern (3), the result is shown in FIG. Thus, the first piezoelectric element A expands and the second piezoelectric element B contracts. Therefore, the first piezoelectric element A side of the deforming
次に、パターン(4)に対応して、第1及び第2圧電素子A、Bへの印加電圧を共に「+」にすると、図6(4)に示すように、第1及び第2圧電素子A、Bは共に収縮する。したがって、変形部3は上方に膨出し、突起部5は台座21を左右支柱23L、8Rよりも上方に押し上げた状態で直立し、頂面5bを台座21の下面に当接させる。
Next, when the voltage applied to the first and second piezoelectric elements A and B is set to “+” corresponding to the pattern (4), the first and second piezoelectric elements as shown in FIG. 6 (4). Both elements A and B contract. Accordingly, the
次に、パターン(5)に対応して、第1圧電素子Aへの印加電圧を「+」にし、第2圧電素子Bへの印加電圧を「−」にすると、図6(5)に示すように、第1圧電素子Aは収縮し、第2圧電素子Bは伸長する。したがって、変形部3の第1圧電素子A側は上方に膨出し、第2圧電素子B側は下方に膨出して、変形部3は波形に変形する。よって、突起部5は左上端部5cにて台座21を持ち上げた状態で、右側に傾き、これにより台座21は左側から右側に搬送される。
Next, when the applied voltage to the first piezoelectric element A is set to “+” and the applied voltage to the second piezoelectric element B is set to “−” corresponding to the pattern (5), it is shown in FIG. Thus, the first piezoelectric element A contracts and the second piezoelectric element B expands. Therefore, the first piezoelectric element A side of the deforming
次に、パターン(6)に対応して、第1及び第2圧電素子A、Bへの印加電圧を共に「−」にすると、図6(6)に示すように、第1及び第2圧電素子A、Bは共に伸長する。したがって、変形部3は下方に膨出し、突起部5は台座21の下面から下方に離間する。
Next, when the voltage applied to the first and second piezoelectric elements A and B is set to “−” corresponding to the pattern (6), the first and second piezoelectric elements as shown in FIG. Both elements A and B extend. Accordingly, the
よって、以上の(1)→(2)→(3)→(4)→(5)→(6)のサイクルで、第1及び第2圧電素子A、Bに電圧を印加することにより、突起部5を垂直面内において右回りに楕円運動させることができ、その結果、台座21上のCCD22を右方向に搬送することができる。また、これとは逆に(6)→(5)→(4)→(3)→(2)→(1)のサイクルで、第1及び第2圧電素子A、Bに電圧を印加することにより、突起部5を垂直面内において左回りに楕円運動させることができ、その結果、台座21上のCCD22を左方向に搬送することもできる。
Therefore, by applying voltage to the first and second piezoelectric elements A and B in the above cycle (1) → (2) → (3) → (4) → (5) → (6), The
一方、図5(b)に示した第3第4圧電素子制御テーブル16bにおけるパターン(11)に対応して、第3及び第4圧電素子C、Dへの印加電圧が共に「0」であると、図7(11)に示すように、第3及び第4圧電素子C、Dは直状を維持する。したがって、変形部3も直状を維持し、突起部5は台座21の下面に当接して静止している。
On the other hand, the applied voltages to the third and fourth piezoelectric elements C and D are both “0” corresponding to the pattern (11) in the third and fourth piezoelectric element control table 16b shown in FIG. Then, as shown in FIG. 7 (11), the third and fourth piezoelectric elements C and D maintain a straight shape. Therefore, the
次に、パターン(12)に対応して、第3及び第4圧電素子C、Dへの印加電圧を共に「−」にすると、図7(12)に示すように、第3及び第4圧電素子C、Dは共に伸長する。したがって、変形部3は下方に膨出し、突起部5は台座21の下面から下方に離間する。
Next, when the voltage applied to the third and fourth piezoelectric elements C and D is set to “−” corresponding to the pattern (12), the third and fourth piezoelectric elements as shown in FIG. Elements C and D both extend. Accordingly, the
次に、パターン(13)に対応して、第3圧電素子Cへの印加電圧を「−」にし、第4圧電素子Dへの印加電圧を「+」にすると、図7(13)に示すように、第3圧電素子Cは伸長し、第4圧電素子Dは収縮する。したがって、変形部3の第3圧電素子C側は下方に膨出し、第4圧電素子D側は上方に膨出して、変形部3は波形に変形する。よって、突起部5は前側に傾きながら上方に変位し、後上端部5dを台座21の下面に当接させて、台座21を左右支柱23L、8Rよりも上方に押し上げる。
Next, when the applied voltage to the third piezoelectric element C is set to “−” and the applied voltage to the fourth piezoelectric element D is set to “+” corresponding to the pattern (13), the result is shown in FIG. 7 (13). Thus, the third piezoelectric element C expands and the fourth piezoelectric element D contracts. Therefore, the third piezoelectric element C side of the deforming
次に、パターン(14)に対応して、第3及び第4圧電素子C、Dへの印加電圧を共に「+」にすると、図7(14)に示すように、第3及び第4圧電素子C、Dは共に収縮する。したがって、変形部3は上方に膨出し、突起部5は台座21を左右支柱23L、8Rよりも上方に押し上げた状態で直立し、頂面5bを台座21の下面に当接させる。
Next, when the voltage applied to the third and fourth piezoelectric elements C and D is both “+” corresponding to the pattern (14), the third and fourth piezoelectric elements are obtained as shown in FIG. Both elements C and D contract. Accordingly, the
次に、パターン(15)に対応して、第3圧電素子Cへの印加電圧を「+」にし、第4圧電素子Dへの印加電圧を「−」にすると、図7(15)に示すように、第3圧電素子Cは収縮し、第4圧電素子Dは伸長する。したがって、変形部3の第3圧電素子C側は上方に膨出し、第4圧電素子D側は下方に膨出して、変形部3は波形に変形する。よって、突起部5は前上端部5eにて台座21を持ち上げた状態で、後側に傾き、これにより台座21は前側から後側に搬送される。
Next, when the applied voltage to the third piezoelectric element C is set to “+” and the applied voltage to the fourth piezoelectric element D is set to “−” corresponding to the pattern (15), the result is shown in FIG. 7 (15). Thus, the third piezoelectric element C contracts and the fourth piezoelectric element D expands. Therefore, the third piezoelectric element C side of the deforming
次に、パターン(16)に対応して、第3及び第4圧電素子C、Dへの印加電圧を共に「−」にすると、図7(16)に示すように、第3及び第4圧電素子C、Dは共に伸長する。したがって、変形部3は下方に膨出し、突起部5は台座21の下面から下方に離間する。
Next, when the voltage applied to the third and fourth piezoelectric elements C and D is set to “−” corresponding to the pattern (16), the third and fourth piezoelectric elements are formed as shown in FIG. Elements C and D both extend. Accordingly, the
よって、以上の(11)→(12)→(13)→(14)→(15)→(16)のサイクルで、第1及び第2圧電素子A、Bに電圧を印加することにより、突起部5を垂直面内において後回りに楕円運動させることができ、その結果、台座21上のCCD22を前方向から後方向に搬送することができる。また、これとは逆に(16)→(15)→(14)→(13)→(12)→(11)のサイクルで、第3及び第4圧電素子C、Dに電圧を印加することにより、突起部5を垂直面内において前回りに楕円運動させることができ、その結果、台座21上のCCD22を後方向から前方向に搬送することができる。
Therefore, by applying voltage to the first and second piezoelectric elements A and B in the above cycle (11) → (12) → (13) → (14) → (15) → (16), The
すなわち、本実施の形態に係る圧電アクチュエータ100によれば、下記(イ)〜(ニ)に示す各方向への搬送を行うことができる。
(イ)右方向への搬送:(1)→(2)→(3)→(4)→(5)→(6)
(ロ)左方向への搬送:(6)→(5)→(4)→(3)→(2)→(1)
(ハ)後方向への搬送:(11)→(12)→(13)→(14)→(15)→(16)
(ニ)前方向への搬送:(16)→(15)→(14)→(13)→(12)→(11)
That is, according to the
(A) Transport in the right direction: (1) → (2) → (3) → (4) → (5) → (6)
(B) Leftward transport: (6) → (5) → (4) → (3) → (2) → (1)
(C) Backward transport: (11) → (12) → (13) → (14) → (15) → (16)
(D) Forward transport: (16) → (15) → (14) → (13) → (12) → (11)
したがって、印加電圧を制御して各方向への搬送(イ)〜(ニ)を組み合わせることにより、台座21をその中心から平面上の全ての方向に駆動することができる。よって、圧電アクチュエータ100の圧電素子A〜Dに電圧を印加し、撮像素子を駆動することにより、デジタルカメラにおける手振れ補正機構を達成することができる。
Therefore, the
また、変形部3の上面側に設けられた圧電素子E〜Hに関しては、前述した圧電素子A〜Dと逆向きに変形するように制御すればよい。これにより、変形部3の下面側に設けられた圧電素子A〜Dと上面側に設けられた圧電素子E〜Hの協働により、変形部3を確実かつ迅速に変形させて、CCD22を高速に駆動することができる。
Further, the piezoelectric elements E to H provided on the upper surface side of the
なお、第1の実施の形態に係る圧電アクチュエータ100(後述する第2及び第3の実施の形態とは異なり「開口部」がない構成)においては、図8に「J1:第1の実施の形態」として示したように、水平方向変位量(μm)「0.328」、垂直方向変位量(μm)「0.328」が得られる。また、突起部5の任意の点PAの移動軌跡は、図9に「J1:第1の実施の形態」として示すようになる。
Note that in the
ここで、固定部7は当該圧電アクチュエータ100に予め設けられている部分であって、当該圧電アクチュエータ100の一部として設計された部分であることから、固定部7を固定してデジタルカメラ20に組み付けも、突起部5の変位量や変位軌跡が設計時と異なってしまうことはない。よって、デジタルカメラ20に組み付けた場合であっても、当該圧電アクチュエータ100を設計した際に設定した変位量や変位軌跡で動作させることができる。よって、デジタルカメラ20において、圧電アクチュエータ100の設計時の動作能力と同様の動作能力でCCD22を駆動することができる。
Here, since the fixing
また、本実施の形態においては、圧電アクチュエータ100をデジタルカメラ20に搭載した場合を示したが、これに限ることなく各種移動体の移動に用いることができる。この場合、図10に示すように、固定台25側に圧電アクチュエータ100の固定部7にて固定し、突起部5上に移動体26の下面を接触させて配置すればよい。
In the present embodiment, the case where the
図11は、本実施の形態に係る圧電アクチュエータ100を製造する最終工程において、完成した圧電アクチュエータ100を検査する際の検査方法を示す図である。図示のように、検査台27に完成した圧電アクチュエータ100を固定部7にて固定する。しかる後に、突起部5に所定の外力Fをその上方より加えて、変形部3を変形させる。すると、この変形部3の変形に伴って圧電素子A〜D及びE〜Hが変形して、各圧電素子A〜Hから起電力が生ずる。この起電力を圧電素子E〜H毎に検出し、予め記憶してある圧電素子A〜Hの適正起電力と比較する。この比較の結果、検出した圧電素子A〜Hの起電力が対応する適正起電力と全て一致するか、又は許容誤差以内である場合には、当該圧電アクチュエータ100を合格品(良品)と判断し、これ以外である場合には不合格品(不良品)と判断する。無論、これらの比較、判断は、電気的、機械的に行ってもよいし、作業者が行ってもよい。
FIG. 11 is a diagram showing an inspection method for inspecting the completed
かかる検査方法によれば、完成した圧電アクチュエータ100の良否を、簡単な作業で容易に判別することが可能となる。また、この検査は完成した圧電アクチュエータ100の検査のみならず、デジタルカメラ等の修理に際して、搭載されている圧電アクチュエータ100の良否を検査する際に用いることもできる。
According to such an inspection method, it is possible to easily determine the quality of the completed
(第2の実施の形態)
図12〜図15は、本発明の第2の実施の形態に係る圧電アクチュエータ200を示すものである。この圧電アクチュエータ200にあっては、前記変形部3において、隣接する圧電素子A〜D及びE〜H間の領域に略正方形の開口部30が設けられている。これにより、4個の開口部30間には、一端部が突起部5の周部に結合され、他端部が変形部3の周部に残存した部分に結合された架橋部31が形成されている。そして、こられ各架橋部31に圧電素子A〜D及びE〜Hが各々配置されている。
(Second Embodiment)
12 to 15 show a
なお、これら開口部30及び架橋部31以外の構成は、前述した第1の実施の形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
In addition, since structures other than these opening
係る構成において、前述した第1の実施の形態のように、変形部3が無開口状であると、圧電素子A〜D及びE〜Hの伸長又は収縮により変形部3の全体を変形させなければならないことから、変形部3の全体を変形する際の抵抗が大きく、突起部5の変位が妨げられる。しかるに、本実施の形態においては、圧電素子A〜D及びE〜Hの伸長又は収縮により、図15に示すように、変形部3を架橋部31にて大きく変形することができ、変形時の抵抗は小さくなる。したがって、圧電素子A〜D及びE〜Hに印加する電圧を小さくしつつ、突起部5の変位量を大きくすることができる。
In such a configuration, as in the first embodiment described above, if the
すなわち、本実施の形態に係る圧電アクチュエータ200においては、図8に「J2:第2の実施の形態」として示したように、水平方向変位量(μm)「0.434」、垂直方向変位量(μm)「0.469」、変位比率(水平方向)「1.32」、変位比率(垂直方向)「1.35」が得られる。また、突起部5の任意の点PAの移動軌跡は、図9に「J2:第2の実施の形態」として示すように、「J1:第1の実施の形態」よりも大きなものとなる。
That is, in the
(第3の実施の形態)
図16〜図19は、本発明の第3の実施の形態に係る圧電アクチュエータ300を示すものである。この圧電アクチュエータ300にあっては、前記変形部3において、隣接する圧電素子A〜D及びE〜H間の領域に、第2の実施の形態と同様の略正方形の第1開口部40が設けられている。これにより、4個の第1開口部40間には、一端部が突起部5の周部に結合され、他端部が変形部3の周部に残存した部分に結合された架橋部41が形成されている。そして、こられ各架橋部31に圧電素子A〜D及びE〜Hが各々配置されている。さらに、変形部3には、4個の第2開口部42が形成されている。これら第2開口部42は、第1開口部40よりも外側であって、固定部7との境界の近傍にて該境界に沿ってが設けられている。
(Third embodiment)
16 to 19 show a piezoelectric actuator 300 according to a third embodiment of the present invention. In the piezoelectric actuator 300, in the deforming
なお、これら第1開口部40、架橋部41及び第2開口部42以外の構成は、前述した第1の実施の形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
In addition, since structures other than these 1st opening
係る構成において、前述した第1の実施の形態のように、変形部3が無開口状であると、圧電素子A〜D及びE〜Hの伸長又は収縮により変形部3の全体を変形させなければならないことから、変形部3の全体を変形する際の抵抗が大きく、突起部5の変位が妨げられる。しかるに、本実施の形態においては、圧電素子A〜D及びE〜Hの伸長又は収縮により、図19に示すように、変形部3を架橋部31にて大きく変形することができるのみならず、変形部3において第1開口部40と第2開口部42間に残存する枠部43を変形させることもできる。よって、第2の実施の形態に係る圧電アクチュエータ200よりも、さらに変形時の抵抗を小さくすることができる。したがって、圧電素子A〜D及びE〜Hに印加する電圧を一層小さくしつつ、突起部5の変位量を大きくすることができる。
In such a configuration, as in the first embodiment described above, if the
すなわち、本実施の形態に係る圧電アクチュエータ200においては、図8に「J3:第3の実施の形態」として示したように、水平方向変位量(μm)「0.538」、垂直方向変位量(μm)「1.250」、変位比率(水平方向)「1.64」、変位比率(垂直方向)「3.60」が得られる。また、突起部5の任意の点PAの移動軌跡は、図9に「J3:第3の実施の形態」として示すように、「J1:第1の実施の形態」及び「J2:第2の実施の形態」よりも大きなものとなる。
That is, in the
なお、以上に説明した実施の形態においては、変形部3の下面側と上面側とに圧電素子A〜D及びE〜Hを配置するようにしたが、いずれか一方の面のみに圧電素子を配置するようにしてもよい。また、開口部30、40を略正方形としたが、開口部の形状はこれに限ることなく他の形状であってもよい。さらに、本発明に係る圧電アクチュエータは、前述したデジタルカメラにおける撮像素子(CCD)の駆動のみならず、各種対象物の搬送、駆動に用いることができる。また、第2及び第3の実施の形態に係る圧電アクチュエータ200、300においても、図11に示した方法により検査を行うことができる。
In the embodiment described above, the piezoelectric elements A to D and E to H are disposed on the lower surface side and the upper surface side of the
2 プレート
3 変形部
4 非変形部
5 突起部
6 周囲部材
7 固定部
9 切欠部
11 円形孔
12 楕円孔
13 凹部
16 メモリ
16a 第1第2圧電素子制御テーブル
16b 第3第4圧電素子制御テーブル
17 CPU
18a〜18h トランジスタ
19a〜19h FET
20 デジタルカメラ
21 台座
22 CCD
25 固定台
26 移動体
27 検査台
30 開口部
31 架橋部
40 第1開口部
41 架橋部
42 第2開口部
43 枠部
100 圧電アクチュエータ
200 圧電アクチュエータ
300 圧電アクチュエータ
A〜H 圧電素子
2
18a-
20
DESCRIPTION OF
Claims (10)
この変形部の一面に設けられた突起部と、
前記変形部の一面と他面の少なくとも一方の面に設けられ、前記突起部の両側に直線状に配置された第1及び第2の圧電素子と、
これら第1及び第2の圧電素子の配置方向と直交する方向に配置された第3及び第4の圧電素子と、
予め前記突起部の複数の変位パターンと、各変位パターンに対応する前記第1乃至第4の圧電素子の駆動電圧を記憶した記憶手段と、
前記変形部の周部に形成され、非可撓性を有する固定部と、
を備え、
前記記憶手段に記憶されている変位パターンに対応する前記第1乃至第4の圧電素子の駆動電圧に基づいて、前記第1乃至第4の圧電素子に駆動電圧を印加することにより、前記板状部材を撓み変形させて前記突起部を変位させる圧電アクチュエータを備え、
前記圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を、前記変位パターンに従って連続的に切り替えることで前記突起部を変位させ、撮像素子を駆動させることを特徴とする手振れ補正装置。 A deformable portion having flexibility;
A protrusion provided on one surface of the deformable portion;
First and second piezoelectric elements provided on at least one surface of the deformable portion and the other surface, and arranged linearly on both sides of the protrusion;
Third and fourth piezoelectric elements arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the first and second piezoelectric elements;
Storage means for storing in advance a plurality of displacement patterns of the protrusions and driving voltages of the first to fourth piezoelectric elements corresponding to the respective displacement patterns;
A fixed portion formed on the periphery of the deformable portion and having inflexibility;
With
By applying a driving voltage to the first to fourth piezoelectric elements based on the driving voltage of the first to fourth piezoelectric elements corresponding to the displacement pattern stored in the storage means, the plate-like A piezoelectric actuator that deflects and deforms the member to displace the protrusion,
A camera shake correction apparatus, wherein the projection voltage is displaced by continuously switching a driving voltage applied to the piezoelectric actuator according to the displacement pattern, thereby driving the imaging device.
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