JP4952289B2

JP4952289B2 - DRIVE DEVICE, IMAGING UNIT, AND IMAGING DEVICE

Info

Publication number: JP4952289B2
Application number: JP2007037722A
Authority: JP
Inventors: 夏樹山本; 明小坂
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008203406A

Description

本発明は、駆動部において発生する変位を拡大する駆動技術に関する。 The present invention relates to a driving technique for enlarging displacement generated in a driving unit.

可動部を移動させる駆動装置は、例えば、撮像装置の撮影光学系において自動合焦（ＡＦ）機構またはズーム機構等に用いられている。従来、これらの駆動装置は、駆動部にステッピングモータ等を採用し、可動部を駆動している。 The driving device that moves the movable portion is used for, for example, an automatic focusing (AF) mechanism or a zoom mechanism in the photographing optical system of the imaging device. Conventionally, these drive devices employ a stepping motor or the like as the drive unit to drive the movable unit.

ところで、近年、マイクロカメラユニット（Micro Camera Unit：ＭＣＵ）が搭載され、撮影機能が付加された小型の電子機器（例えば携帯電話）が急速に普及している。これに伴いＭＣＵ向けのＡＦ機構またはズーム機構に用いられる駆動装置に対しては、小型化の要請が強くなっている。 By the way, in recent years, small electronic devices (for example, cellular phones) equipped with a micro camera unit (MCU) and added with a photographing function have been rapidly spread. Along with this, there is a strong demand for miniaturization of drive devices used in the AF mechanism or zoom mechanism for MCUs.

しかし、駆動部にステッピングモータ等を用いた上記の駆動装置では、駆動部のための固有空間を確保する必要があるため、小型化に対応することは困難である。 However, in the above-described drive device using a stepping motor or the like for the drive unit, it is necessary to secure a specific space for the drive unit, and thus it is difficult to cope with downsizing.

そこで、駆動部の小型化を実現するために、半導体の微細加工技術を駆使して作製されたＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)アクチュエータを駆動部に採用した駆動装置が提案されている（特許文献１）。 Therefore, in order to realize a reduction in the size of the drive unit, a drive device has been proposed in which a MEMS (Micro Electro Mechanical System) actuator manufactured by making full use of a semiconductor microfabrication technique is used in the drive unit (Patent Document 1). ).

特開２００６−１３３７３０号公報JP 2006-133730 A

ＭＥＭＳアクチュエータは、固有空間を確保する必要がないため、小型化することが可能になるが、駆動によって取り出せる変位（駆動変位）が小さくなり、可動部において大きな移動量を確保することができなくなるという問題がある。 Since the MEMS actuator does not need to secure a specific space, it can be reduced in size, but the displacement (drive displacement) that can be taken out by driving is reduced, and a large amount of movement cannot be secured in the movable part. There's a problem.

そこで、本発明は、駆動部自身の駆動ストロークが小さくても可動部において大きな移動量を確保することが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of ensuring a large amount of movement in a movable part even if the drive stroke of the drive part itself is small.

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、被駆動体が固定される可動部の外周側に配置されたフレーム材と、弾性体を用いて構成され、前記可動部と前記フレーム材とを連結する連結部材と、前記フレーム材にそれぞれ結合された駆動部と、固定点と前記フレーム材との間に介挿された弾性部材とを有してなる単位駆動機構を前記可動部に関して対称的に複数備え、前記駆動部から与えられる駆動変位が、前記弾性部材との結合部位を支点とした前記フレーム材の梃子作用によって、前記弾性部材の弾性変形に抗しつつ前記フレーム材および前記連結部材を介して前記被駆動体の変位へと拡大され、複数の前記単位駆動機構によって前記可動部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is configured by using a frame material disposed on the outer peripheral side of a movable part to which a driven body is fixed and an elastic body, and the movable part and the frame material. a connecting member connecting the door, said frame member to a drive unit coupled respectively, the unit driving mechanism comprising a resilient member interposed between the fixed point and the frame member with respect to said movable portion A plurality of symmetrically provided drive displacements applied from the drive unit, by the lever action of the frame material with a coupling site with the elastic member as a fulcrum, resisting elastic deformation of the elastic member and the frame material and It is enlarged to displacement of the driven body via a connecting member, and when the movable part is driven in the same direction by a plurality of unit driving mechanisms, the connecting member of each unit driving mechanism is elastically deformed. Toss .

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、複数の単位駆動機構のそれぞれに含まれる前記駆動部のうち、前記複数の単位駆動機構の相互間で互いに対応する駆動部は互いに隣接して配置されていることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置において、一の前記単位駆動機構における連結部材と、他の前記単位駆動機構における連結部材とは、前記可動部を介して互いに対向する位置において前記可動部に接続され、前記可動部は、前記駆動部の駆動によって、姿勢を保ったまま移動することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the drive device according to the first aspect of the present invention, among the drive units included in each of the plurality of unit drive mechanisms, the drives corresponding to each other among the plurality of unit drive mechanisms. The parts are arranged adjacent to each other.
The invention according to claim 3 is the drive device according to claim 1 or 2, wherein the connecting member in one unit driving mechanism and the connecting member in another unit driving mechanism include the movable portion. The movable portion is connected to the movable portion at positions facing each other, and the movable portion moves while maintaining a posture by driving of the drive portion.

また、請求項４の発明は、被駆動体が固定される可動部の外周側に配置されたフレーム材と、弾性体を用いて構成され、前記可動部と前記フレーム材とを連結する連結部材と、前記フレーム材にそれぞれ結合された駆動部と、固定点と前記フレーム材との間に介挿された弾性部材とを有してなる単位駆動機構を１つ以上備え、前記単位駆動機構として、前記可動部の外周に沿って配列された第１フレームを前記フレーム材として有する第１の単位駆動機構と、前記第１フレームの外周に沿って配列された第２フレームを前記フレーム材として有する第２の単位駆動機構とを有し、前記第１フレームの前記連結部材は前記可動部の第１部位に接続され、前記第２フレームの前記連結部材は前記第１フレームを避けた経路で前記可動部の第２部位に接続され、前記駆動部から与えられる駆動変位が、前記弾性部材との結合部位を支点とした前記フレーム材の梃子作用によって、前記弾性部材の弾性変形に抗しつつ前記フレーム材および前記連結部材を介して前記被駆動体の変位へと拡大され、前記第１と第２の単位駆動機構によって前記可動部を同方向に駆動したときに、各単位駆動機構の前記連結部材が弾性変形することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a connecting member configured by using a frame member disposed on the outer peripheral side of the movable part to which the driven body is fixed and an elastic body, and connecting the movable part and the frame member. And one or more unit drive mechanisms each having a drive unit coupled to the frame material, and an elastic member interposed between a fixed point and the frame material, The first unit driving mechanism having the first frame arranged along the outer periphery of the movable portion as the frame material, and the second frame arranged along the outer periphery of the first frame as the frame material. and a second unit driving mechanism, the connecting member of the first frame is connected to a first portion of said movable portion, said connecting member of said second frame is said in a path that avoids the first frame Second part of moving part Is connected, the the given driving displacement from the drive unit, the leverage of the frame member which has a fulcrum the binding site of the elastic member, the frame member and the connecting member while resisting the elastic deformation of the elastic member The coupling member of each unit driving mechanism is elastically deformed when the movable portion is driven in the same direction by the first and second unit driving mechanisms. Features.

また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る駆動装置において前記第１と第２の単位駆動機構に含まれる各駆動部は、前記第１フレームと前記第２フレームとの間隙部分に配置されることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載の駆動装置において、前記第１の単位駆動機構における連結部材と、前記第２の単位駆動機構における連結部材とは、前記可動部を介して互いに対向する位置において前記可動部に接続され、前記可動部は、前記駆動部の駆動によって、姿勢を保ったまま移動することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the drive device according to the fourth aspect of the present invention, each drive unit included in the first and second unit drive mechanisms is a gap portion between the first frame and the second frame. It is characterized by being arranged in.
Also, the invention of claim 6 is the drive unit according to claim 4 or claim 5, and the connecting member in the first unit driving mechanism, and the connecting member in the second unit driving mechanism, the The movable portion is connected to the movable portion at a position opposed to each other via the movable portion, and the movable portion moves while maintaining the posture by driving of the drive portion.

また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記弾性部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的なねじり変形を生じることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to sixth aspects, the elastic member undergoes elastic torsional deformation when a drive displacement is applied from the drive section. It is characterized by occurring.

また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記連結部材は、前記駆動部から駆動変位が与えられたときに弾性的な曲げ変形を生じることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the driving device according to any one of the first to seventh aspects, the connecting member is elastically deformed when a driving displacement is applied from the driving portion. It is characterized by occurring.

また、請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記被駆動体が撮像素子であることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the driving apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the driven body is an image sensor.

また、請求項１０の発明は、撮像ユニットであって、請求項９の発明に係る駆動装置と前記撮像素子に結像させる光学系とを備えることを特徴とする。 A tenth aspect of the invention is an image pickup unit comprising the driving device according to the ninth aspect of the invention and an optical system that forms an image on the image pickup device.

また、請求項１１の発明は、撮像装置であって、請求項１０の発明に係る撮像ユニットを備えることを特徴とする。 The invention of claim 11 is an image pickup apparatus, comprising the image pickup unit according to the invention of claim 10 .

また請求項１から請求項１１に記載の発明によれば、駆動部から与えられる駆動変位が、弾性部材との結合部位を支点としたフレーム材の梃子作用によって、被駆動体の変位へと拡大されるので、被駆動体が固定される可動部において大きな移動量を確保することが可能となる。 According to the invention described in claims 1 to 11 , the drive displacement given from the drive section is expanded to the displacement of the driven body by the lever action of the frame material with the coupling portion with the elastic member as a fulcrum. Therefore, a large amount of movement can be ensured in the movable part to which the driven body is fixed.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．静電アクチュエータについて＞
図１は、静電作用を利用したアクチュエータ（静電アクチュエータ）の構成および動作の第１の状況を示す図である。図１（ａ）は、静電アクチュエータの上面図であり、図１（ｂ）は、静電アクチュエータの側面図である。 <1. First Embodiment>
<1-1. About Electrostatic Actuator>
FIG. 1 is a diagram showing a first situation of the configuration and operation of an actuator (electrostatic actuator) using electrostatic action. FIG. 1A is a top view of the electrostatic actuator, and FIG. 1B is a side view of the electrostatic actuator.

また図２は、静電アクチュエータの構成および動作の第２の状況を示す図である。図２（ａ）は、静電アクチュエータの上面図である。また、図２（ｂ）は、静電アクチュエータの側面図であり、図２（ｃ）は、電圧印加時の静電アクチュエータの側面図である。 FIG. 2 is a diagram showing a second situation of the configuration and operation of the electrostatic actuator. FIG. 2A is a top view of the electrostatic actuator. FIG. 2B is a side view of the electrostatic actuator, and FIG. 2C is a side view of the electrostatic actuator when a voltage is applied.

本実施形態では、駆動装置の駆動部に静電アクチュエータを採用するが、静電アクチュエータは、図１（ａ）に示されるように、櫛歯部分が互い違いに配置（交互配置）された、第１の櫛歯電極１０１と第２の櫛歯電極１０２とによって構成され、２つの櫛歯電極間に印加される電圧によって生じる静電気力を駆動源とする。このような静電アクチュエータは、２つの櫛歯電極の相対的な位置に応じて異なる方向の力を発生させる。なお、図中にＸＹＺ直角座標系が記入されているが、Ｘ軸方向は第１の櫛歯電極１０１の各歯が伸びる方向に相当し、Ｙ軸方向は２つの櫛歯電極１０１，１０２の歯間溝に沿った方向に相当し、Ｚ軸方向は第１の櫛歯電極１０１の各歯が並ぶ方向に相当する。 In the present embodiment, an electrostatic actuator is employed in the drive unit of the drive device. As shown in FIG. 1 (a), the electrostatic actuator has a comb-shaped portion arranged alternately (alternately arranged). It is composed of one comb-tooth electrode 101 and a second comb-tooth electrode 102, and an electrostatic force generated by a voltage applied between the two comb-tooth electrodes is used as a drive source. Such an electrostatic actuator generates forces in different directions depending on the relative positions of the two comb electrodes. In the drawing, an XYZ rectangular coordinate system is written, but the X-axis direction corresponds to the direction in which each tooth of the first comb-tooth electrode 101 extends, and the Y-axis direction corresponds to the two comb-tooth electrodes 101 and 102. This corresponds to the direction along the interdental groove, and the Z-axis direction corresponds to the direction in which the teeth of the first comb electrode 101 are arranged.

例えば、図１（ｂ）に示されるように、固定された第１の櫛歯電極（「固定櫛部」とも称する）１０１と移動可能な第２の櫛歯電極（「移動櫛部」とも称する）１０２との櫛歯面が互いにＹ軸方向にズレなく配置されている状態の移動櫛部１０２の動きについて説明する。この状態において、スイッチＳＷが接続され２つの櫛歯電極間に電圧が印加されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間にはＸ方向の引力が発生する。Ｘ方向に伸びる弾性材で形成された支持部材１０３ａを介して、固定部１０４に接続された移動櫛部１０２は、この引力によって＋Ｘ方向に移動する。そして、スイッチＳＷが切断されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間に発生していた引力は消滅し、支持部材１０３ａの弾性力によって移動櫛部１０２は、−Ｘ方向に復帰する。このように互いの櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置されている状態においては、櫛歯電極間に印加する電圧を制御することによって、移動櫛部１０２を、矢印ＨＹａに示すようにＸ方向に移動させることができる。 For example, as shown in FIG. 1B, a fixed first comb electrode (also referred to as “fixed comb portion”) 101 and a movable second comb electrode (also referred to as “movable comb portion”) 102. The movement of the movable comb portion 102 in a state where the comb tooth surfaces are arranged in the Y-axis direction without deviation will be described. In this state, when the switch SW is connected and a voltage is applied between the two comb electrodes, an attractive force in the X direction is generated between the fixed comb portion 101 and the moving comb portion 102. The moving comb portion 102 connected to the fixed portion 104 moves in the + X direction by this attractive force via the support member 103a formed of an elastic material extending in the X direction. When the switch SW is disconnected, the attractive force generated between the fixed comb portion 101 and the moving comb portion 102 disappears, and the moving comb portion 102 returns to the −X direction by the elastic force of the support member 103a. Thus, in a state where the mutual comb tooth surfaces are arranged without misalignment in the Y-axis direction, by controlling the voltage applied between the comb tooth electrodes, the movable comb portion 102 is moved in the X direction as indicated by the arrow HYa. Can be moved to.

次に、図１（ｂ）のように櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置された状態ではなく、図２（ｂ）に示すように移動櫛部１０２の櫛歯面が固定櫛部１０１の櫛歯面に対して＋Ｙ方向に平行移動された状態（「櫛歯面をズラして配置した状態」とも称する）の移動櫛部１０２の動きについて説明する。ただし、図２における支持部材１０３ｂは、図１の支持部材１０３ａとは異なり、上面図視においても直線状である。この状態において、スイッチＳＷが接続され２つの櫛歯電極間に電圧が印加されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間にはＸ方向の引力およびＹ方向の引力が発生する。これによって、棒状の支持部材１０３ｂを介して固定部１０４に接続された移動櫛部１０２は、＋Ｘ方向の力Ｆｘと−Ｙ方向の力Ｆｙとを受ける。支持部材１０３ｂは曲げ弾性を有しつつも実質的な伸縮弾性は持たない形状または材質で形成されている。このため、移動櫛部１０２は−Ｘ方向には移動しないが、−Ｙ方向の力Ｆｙを受けることによって、支持部材１０３ｂをたわませながら、略−Ｙ方向に移動する（図２（ｃ）参照）。そして、スイッチＳＷが切断されると、固定櫛部１０１と移動櫛部１０２との間に発生していた引力は消滅し、支持部材１０３ｂの曲げ弾性力によって移動櫛部１０２は、略＋Ｙ方向に復帰する。このように２つの櫛歯面がＹ軸方向にズレなく配置された状態から移動櫛部１０２の櫛歯面が固定櫛部１０１の櫛歯面に対して＋Ｙ方向に平行移動した状態においては、櫛歯電極間に印加する電圧を制御することによって、移動櫛部１０２を、矢印ＨＹｂに示すように回転移動（回動）させることができる。 Next, the comb tooth surface is not in a state of being displaced in the Y-axis direction as shown in FIG. 1B, and the comb tooth surface of the moving comb portion 102 is the comb of the fixed comb portion 101 as shown in FIG. The movement of the moving comb portion 102 in a state where it is translated in the + Y direction with respect to the tooth surface (also referred to as “a state where the comb tooth surface is displaced”) will be described. However, unlike the support member 103a in FIG. 1, the support member 103b in FIG. 2 is linear in a top view. In this state, when the switch SW is connected and a voltage is applied between the two comb-tooth electrodes, an attractive force in the X direction and an attractive force in the Y direction are generated between the fixed comb portion 101 and the moving comb portion 102. As a result, the moving comb portion 102 connected to the fixed portion 104 via the rod-like support member 103b receives the force Fx in the + X direction and the force Fy in the −Y direction. The support member 103b is formed of a shape or material that has bending elasticity but does not have substantial elastic elasticity. Therefore, the moving comb portion 102 does not move in the −X direction, but moves in the substantially −Y direction while bending the support member 103b by receiving the force Fy in the −Y direction (see FIG. 2C). ). When the switch SW is cut, the attractive force generated between the fixed comb portion 101 and the moving comb portion 102 disappears, and the moving comb portion 102 returns to the substantially + Y direction by the bending elastic force of the support member 103b. In the state where the two comb tooth surfaces are arranged in the Y-axis direction without deviation in this manner, the comb tooth surface of the movable comb portion 102 is translated in the + Y direction with respect to the comb tooth surface of the fixed comb portion 101. By controlling the voltage applied between the electrodes, the moving comb portion 102 can be rotationally moved (turned) as indicated by an arrow HYb.

また、印加された電圧によって櫛歯電極間に発生する力は、櫛歯の数に比例して大きくなり、また、印加する電圧の２乗に比例して大きくなる。一方、櫛歯電極間に発生する力は、櫛歯間の距離に反比例し、櫛歯間の距離が大きくなると小さくなる。なお、各櫛歯は、接触による短絡を防止するために、各櫛歯電極間の距離が等しくなるように互いの中立位置に配置される。また、設計時において、各櫛歯に対して剛性を持たせる等の工夫が施される。 Further, the force generated between the comb electrodes by the applied voltage increases in proportion to the number of comb teeth, and increases in proportion to the square of the applied voltage. On the other hand, the force generated between the comb-teeth electrodes is inversely proportional to the distance between the comb teeth, and decreases as the distance between the comb teeth increases. In addition, in order to prevent the short circuit by contact, each comb tooth is arrange | positioned in a mutually neutral position so that the distance between each comb-tooth electrode may become equal. Further, at the time of designing, a device such as giving rigidity to each comb tooth is applied.

＜１−２．駆動装置について＞
＜１−２−１．構成＞
次に、本実施形態に係る駆動装置１Ａについて説明する。図３は、本実施形態に係る駆動装置１Ａの機能ブロック図である。図４は、駆動装置１Ａの上面図である。図５は、図４のＫ１方向から視認した場合の駆動前の初期状態における駆動装置１Ａの側面図である。 <1-2. About Drive Device>
<1-2-1. Configuration>
Next, the drive device 1A according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a functional block diagram of the driving apparatus 1A according to the present embodiment. FIG. 4 is a top view of the driving apparatus 1A. FIG. 5 is a side view of the driving device 1A in an initial state before driving when viewed from the K1 direction in FIG.

図３に示されるように、駆動装置１Ａは、駆動部５と変位伝達部６と可動部７とを有している。 As shown in FIG. 3, the drive device 1 A includes a drive unit 5, a displacement transmission unit 6, and a movable unit 7.

駆動部５は、変位（「駆動変位」とも称する）を発生させ、当該駆動変位を変位伝達部６に与える機能を有している。本実施形態では、駆動部５に上述の静電アクチュエータを採用し、櫛歯電極間に電圧を印加することによって駆動変位を発生させる。なお、駆動部５に用いる静電アクチュエータにおいては、移動櫛部の櫛歯面と固定櫛部の櫛歯面とを互いにズラして配置するものとする。 The drive unit 5 has a function of generating a displacement (also referred to as “drive displacement”) and applying the drive displacement to the displacement transmission unit 6. In the present embodiment, the above-described electrostatic actuator is employed in the drive unit 5 and a drive displacement is generated by applying a voltage between the comb electrodes. In the electrostatic actuator used for the drive unit 5, the comb tooth surface of the moving comb portion and the comb tooth surface of the fixed comb portion are arranged so as to be shifted from each other.

変位伝達部６は、変位拡大機構８を有し、駆動部５より与えられた駆動変位を大きく（拡大）した出力変位を生成し、当該出力変位を可動部７に伝達する機能を有している。 The displacement transmission unit 6 includes a displacement magnifying mechanism 8, and has a function of generating an output displacement obtained by enlarging (enlarging) the drive displacement given from the drive unit 5 and transmitting the output displacement to the movable unit 7. Yes.

可動部７は、上記の出力変位に応じて所定方向に移動される。 The movable part 7 is moved in a predetermined direction according to the output displacement.

ここで、上記各機能部を備える駆動装置１Ａの具体的構成について説明する。 Here, a specific configuration of the driving device 1A including the above functional units will be described.

図４に示すように、駆動装置１Ａは、被駆動体を固定する可動部７の外周に沿って可動部７から離隔配置された略矩形のフレーム構造ＦＲを有している。このフレーム構造ＦＲは半割されており、そのうちの１つ（図中の上半部）に相当する第１のフレーム１１と他の１つ（図中の下半部）に相当する第２のフレーム２１とが可動部７の対称線Ｃ−Ｃに関して対称的に配置されている。駆動装置１Ａはまた、このフレーム構造ＦＲを介して可動部７を駆動するための駆動部５として４つの静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有している。各静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄは、固定櫛部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと、それら固定櫛部１０１ａ〜１０１ｄにそれぞれ対向する移動櫛部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄとをそれぞれ有し、各櫛歯電極間に印加される電圧に応じた駆動変位をそれぞれ発生させる。 As shown in FIG. 4, the driving apparatus 1 A has a substantially rectangular frame structure FR that is spaced from the movable portion 7 along the outer periphery of the movable portion 7 that fixes the driven body. The frame structure FR is divided in half. The first frame 11 corresponding to one of them (the upper half in the figure) and the second frame corresponding to the other one (the lower half in the figure). The frame 21 is disposed symmetrically with respect to the symmetry line CC of the movable portion 7. The drive device 1A also includes four electrostatic actuators 10a, 10b, 10c, and 10d as the drive unit 5 for driving the movable unit 7 via the frame structure FR. Each of the electrostatic actuators 10a to 10d includes fixed comb portions 101a, 101b, 101c, and 101d, and movable comb portions 102a, 102b, 102c, and 102d that face the fixed comb portions 101a to 101d, respectively, and between the comb electrodes. A drive displacement is generated in accordance with the voltage applied to.

フレーム構造ＦＲは図３の変位伝達部６の要素となっているが、以下では、第１のフレーム１１の構造および機能について詳述する。第２のフレーム２１も第１のフレーム１１と同様の構造および機能を有している。 Although the frame structure FR is an element of the displacement transmission unit 6 in FIG. 3, the structure and function of the first frame 11 will be described in detail below. The second frame 21 also has the same structure and function as the first frame 11.

第１のフレーム１１は、横辺部１１Ｌと、この横辺の両側に連続する一対の縦辺部１１Ｈとによって形成されており、一端がそれぞれ固定された第１の支持部材１３ａと第２の支持部材１３ｂとによって、一対の縦辺１１Ｈのそれぞれの中点よりも対称線Ｃ−Ｃ寄りの部位が支持されている。第１の支持部材１３ａおよび第２の支持部材１３ｂは、ねじり弾性を持つ材質（たとえば金属）で形成されている。より具体的には、これらの支持部材１３ａ、１３ｂは第１のフレーム１１と一体形成されてもよいが、第１のフレーム１１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計されることによって、第１のフレーム１１に比べて弾性的にねじり変形し易い弾性部材として形成されている。 The first frame 11 is formed by a lateral side portion 11L and a pair of longitudinal side portions 11H that are continuous on both sides of the lateral side, and one end of the first support member 13a and the second side are fixed respectively. The support member 13b supports a portion closer to the symmetric line CC than the midpoint of each of the pair of vertical sides 11H. The first support member 13a and the second support member 13b are made of a material having torsional elasticity (for example, metal). More specifically, these support members 13a and 13b may be integrally formed with the first frame 11, but by being designed to be thinner (or thinner) than the first frame 11, It is formed as an elastic member that is more elastically torsionally deformed than the first frame 11.

また、第１のフレーム１１の両端には、それぞれ静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂが接続され、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂからの駆動変位が第１のフレーム１１に与えられる。各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂのそれぞれの櫛歯電極の歯間溝が図４のＹ方向に沿って伸びていることにより、図２（ａ）と同様の原理によって、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂは縦辺１１ＨをＹ方向に駆動することができる。 In addition, electrostatic actuators 10 a and 10 b are connected to both ends of the first frame 11, and driving displacement from the electrostatic actuators 10 a and 10 b is applied to the first frame 11. Since the interdental groove of each comb electrode of each electrostatic actuator 10a, 10b extends along the Y direction in FIG. 4, each electrostatic actuator 10a, 10b is based on the same principle as in FIG. Can drive the vertical side 11H in the Y direction.

第１のフレーム１１において、静電アクチュエータ１０ａの接続端ＰＦａを始点として、第１の支持部材１３ａによる支持点（「結合部位」とも称する）ＢＰａを介して延びる第１の長尺部１２ａは第１のフレーム１１の縦辺部１１Ｈのひとつに相当し、第１のフレーム１１の変位拡大機構８（図３）の要素となっている。具体的には、図５に示されるように第１の長尺部１２ａは、支持点ＢＰａを支点として、ＸＹ平面内を傾動可能に構成され、また、支持点ＢＰａは、第１の長尺部１２ａの中点と第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａとの間に設けられている。このため、第１の長尺部１２ａは、いわゆる梃子の原理を利用して、第１の長尺部１２ａの一端（接続端ＰＦａ）に与えられる駆動変位を第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａにおいて拡大して出力することが可能となる。なお、詳細は後述する。 In the first frame 11, the first long portion 12 a extending from the connection end PFa of the electrostatic actuator 10 a through the support point (also referred to as “coupling portion”) BPa by the first support member 13 a is the first This corresponds to one of the vertical side portions 11H of one frame 11, and is an element of the displacement enlarging mechanism 8 (FIG. 3) of the first frame 11. Specifically, as shown in FIG. 5, the first long portion 12a is configured to be tiltable in the XY plane with the support point BPa as a fulcrum, and the support point BPa is the first long length. It is provided between the midpoint of the part 12a and one end PFa of the first long part 12a. For this reason, the first elongate portion 12a uses a so-called lever principle to change the drive displacement applied to one end (connection end PFa) of the first elongate portion 12a in addition to the first elongate portion 12a. It becomes possible to enlarge and output at the end PEa. Details will be described later.

また、第１のフレーム１１において、静電アクチュエータ１０ｂの接続端ＰＦｂを始点として、第２の支持部材１３ｂによる支持点（結合部位）ＢＰｂを介して延びる第２の長尺部１２ｂも第１のフレーム１１の縦辺部１１Ｈの他のひとつに相当し、第１のフレーム１１と同様に第１のフレーム１１の変位拡大機構８（図３）の要素となっている。 In the first frame 11, the second elongated portion 12b extending from the connection end PFb of the electrostatic actuator 10b through the support point (coupling part) BPb by the second support member 13b is also the first frame 11. It corresponds to another one of the vertical side portions 11H of the frame 11 and is an element of the displacement magnifying mechanism 8 (FIG. 3) of the first frame 11 like the first frame 11.

また、第１のフレーム１１の横辺部１１Ｌの略中心は、第１の連結部材１４によって可動部７と連結されている。第１の連結部材１４は、曲げ弾性を持つ材質（たとえば金属）で形成され、具体的には第１のフレーム１１と一体に形成された部材のうちの一部を第１のフレーム１１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計することによって第１の連結部材１４が得られるものであり、第１のフレーム１１と同じ材質であってもこのような相対的なサイズ選択によって第１のフレーム１１と比べて弾性変形し易くなっている。 Further, the approximate center of the lateral side portion 11 L of the first frame 11 is connected to the movable portion 7 by the first connecting member 14. The first connecting member 14 is formed of a material having bending elasticity (for example, metal). Specifically, a part of the members integrally formed with the first frame 11 is compared with the first frame 11. The first connecting member 14 can be obtained by designing it to be thin (or thin), and even if it is made of the same material as the first frame 11, the first size can be selected by such relative size selection. Compared with the frame 11, it is easily elastically deformed.

第２のフレーム２１は、上述の第１のフレーム１１と同様の構成を有し、変位拡大機構８の要素となっている。簡単には、第２のフレーム２１は、第３の支持部材１３ｃと第４の支持部材１３ｄとによって支持されている。また、第２のフレーム２１の両端には、静電アクチュエータ１０ｃ，１０ｄがそれぞれ接続されている。そして、第２のフレーム２１は、支持点（結合部位）ＢＰｃと支持点（結合部位）ＢＰｄとをそれぞれ支点とする第３の長尺部１２ｃと第４の長尺部１２ｄとを有している。これらの長尺部１２ｃ，１２ｄは、ＸＹ平面内を傾動可能な変位拡大機構８の要素となっている。 The second frame 21 has the same configuration as the first frame 11 described above, and is an element of the displacement magnifying mechanism 8. In brief, the second frame 21 is supported by a third support member 13c and a fourth support member 13d. Electrostatic actuators 10c and 10d are connected to both ends of the second frame 21, respectively. The second frame 21 has a third elongated portion 12c and a fourth elongated portion 12d, each having a support point (bonding site) BPc and a support point (bonding site) BPd as fulcrums. Yes. These long portions 12c and 12d are elements of the displacement enlarging mechanism 8 that can tilt in the XY plane.

また、第２のフレーム２１は、第２の連結部材１５を有している。第２の連結部材１５は、第２のフレーム２１に比べて細く（或いは厚さを薄く）設計されており、第２のフレーム２１の他の部位に比べて弾性変形し易くなっている。そして、上記第１の連結部材１４と当該第２の連結部材１５とは、互いに対向する位置（対称位置）において可動部７を保持するように構成されている。 Further, the second frame 21 has a second connecting member 15. The second connecting member 15 is designed to be thinner (or thinner) than the second frame 21 and is more easily elastically deformed than other parts of the second frame 21. And the said 1st connection member 14 and the said 2nd connection member 15 are comprised so that the movable part 7 may be hold | maintained in the position (symmetric position) which mutually opposes.

以上のように、可動部７の対称線Ｃ−Ｃを境界とする上半部と下半部とは対称的な構成となっており、それぞれが単位駆動機構となっている。この実施形態では２つの単位駆動機構を可動部７に関して対称配置していることになるが、可動部７を移動させる機能そのものはそれぞれのひとつの単位駆動機構が有している。また、駆動装置１Ａでは、４つの静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄのうち、２つの単位駆動機構の相互間で互いに対応する静電アクチュエータは互いに隣接して配置されている（詳細には、図４における静電アクチュエータ１０ａと静電アクチュエータ１０ｃおよび静電アクチュエータ１０ｂと静電アクチュエータ１０ｄ）。これによれば、駆動部５の省スペース化が可能となる。 As described above, the upper half and the lower half with the symmetry line C-C of the movable portion 7 as a boundary have a symmetric configuration, and each is a unit drive mechanism. In this embodiment, the two unit drive mechanisms are symmetrically arranged with respect to the movable part 7, but the function itself for moving the movable part 7 has each one unit drive mechanism. In the drive device 1A, among the four electrostatic actuators 10a to 10d, the electrostatic actuators corresponding to each other between the two unit drive mechanisms are arranged adjacent to each other (for details, refer to FIG. 4). Electrostatic actuator 10a and electrostatic actuator 10c, and electrostatic actuator 10b and electrostatic actuator 10d). According to this, space saving of the drive part 5 is attained.

＜１−２−２．動作＞
次に、上述の構成を有する駆動装置１Ａの動作について説明する。図６は、図４のＫ１方向から視認した場合の駆動状態における駆動装置１Ａの側面図である。図７は、駆動装置１Ａの初期状態と駆動状態とを示す図である。 <1-2-2. Operation>
Next, the operation of the driving apparatus 1A having the above-described configuration will be described. FIG. 6 is a side view of the driving device 1A in a driving state when viewed from the K1 direction in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an initial state and a driving state of the driving apparatus 1A.

図５に示される駆動前の初期状態において、静電アクチュエータ１０ａからの−Ｙ方向の力Ｆａｙが第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａ側に加えられると、第１の長尺部１２ａは、弾性変形可能な第１の支持部材１３ａにねじれを発生させながら、支持部材１３ａの弾性力に抗して支持点ＢＰａを中心にＸＹ面内で回転（回動）する。端的に言えば、第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａは−Ｙ方向に変位し、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａは＋Ｙ方向に変位する。 In the initial state before driving shown in FIG. 5, when the force Fay in the −Y direction from the electrostatic actuator 10a is applied to the one end PFa side of the first elongated portion 12a, the first elongated portion 12a is The first support member 13a that can be elastically deformed is rotated (rotated) in the XY plane around the support point BPa against the elastic force of the support member 13a while generating a twist. In short, one end PFa of the first elongate portion 12a is displaced in the −Y direction, and the other end PEa of the first elongate portion 12a is displaced in the + Y direction.

このとき、静電アクチュエータ１０ａによって第１の長尺部１２ａの一端ＰＦａ側に与えられた駆動変位は、梃子の原理を利用した変位拡大機構８によって拡大（増大）されて、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａ側に出力される。すなわち、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａ側に出力される変位（出力変位）は、駆動変位よりも大きくなる。 At this time, the drive displacement given to the one end PFa side of the first long portion 12a by the electrostatic actuator 10a is expanded (increased) by the displacement expansion mechanism 8 using the principle of the lever, and the first long portion It is output to the other end PEa side of the part 12a. That is, the displacement (output displacement) output to the other end PEa side of the first long portion 12a is larger than the drive displacement.

また同様に、静電アクチュエータ１０ｃからの−Ｙ方向の力Ｆｃｙが第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃ側に加えられると、第３の長尺部１２ｃは、弾性変形可能な第３の支持部材１３ｃにねじれを発生させながら、支持点ＢＰｃを中心にして回転する。端的に言えば、第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃは−Ｙ方向に変位し、第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃは＋Ｙ方向に変位する。これによって、第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃ側からは、第３の長尺部１２ｃの一端ＰＦｃに与えられた駆動変位よりも拡大された変位が出力される。 Similarly, when a force Fcy in the −Y direction from the electrostatic actuator 10c is applied to the one end PFc side of the third long portion 12c, the third long portion 12c is elastically deformed to the third support. The member 13c rotates about the support point BPc while generating a twist. In short, one end PFc of the third long portion 12c is displaced in the −Y direction, and the other end PEc of the third long portion 12c is displaced in the + Y direction. As a result, a displacement that is larger than the drive displacement applied to one end PFc of the third long portion 12c is output from the other end PEc side of the third long portion 12c.

また、図５においては図示されていない第２の長尺部１２ｂおよび第３の長尺部１２ｄも、それぞれ静電アクチュエータ１０ｂ，１０ｄからの力を受けて傾動し、各長尺部１２ｂ，１２ｄの他端ＰＥｂ，ＰＥｄからは、各長尺部１２ｂ，１２ｄの一端ＰＥｂ，ＰＥｄに与えられた駆動変位よりも拡大された変位が出力される。 In addition, the second elongate portion 12b and the third elongate portion 12d (not shown in FIG. 5) are also tilted by receiving the force from the electrostatic actuators 10b and 10d, respectively, and the elongate portions 12b and 12d. From the other ends PEb and PEd, displacements larger than the drive displacement given to the one ends PEb and PEd of the long portions 12b and 12d are output.

そして、第１のフレーム１１における２つの長尺部１２ａ，１２ｂの各他端ＰＥａ，ＰＥｂにおいて生じた出力変位は、第１の連結部材１４を介して可動部７に伝達されるとともに、第２のフレーム２１における２つの長尺部１２ｃ，１２ｄの各他端ＰＥｃ，ＰＥｄ側において生じた出力変位は、第２の連結部材１５を介して可動部７に伝達される。可動部７は、出力変位の増加にともなって、図６に示されるように＋Ｙ方向へと移動する。 And the output displacement which arose in each other end PEa of the two elongate parts 12a and 12b in the 1st flame | frame 11 is transmitted to the movable part 7 via the 1st connection member 14, and 2nd The output displacement generated on the other end PEc, PEd side of the two long portions 12c, 12d in the frame 21 is transmitted to the movable portion 7 via the second connecting member 15. As the output displacement increases, the movable portion 7 moves in the + Y direction as shown in FIG.

このとき、第１の連結部材１４および第２の連結部材１５は、可動部７の＋Ｙ方向への移動にともなって、弾性変形しながら可動部７を保持する。これによって、駆動装置１Ａの円滑な動作が可能となる。 At this time, the first connecting member 14 and the second connecting member 15 hold the movable portion 7 while being elastically deformed as the movable portion 7 moves in the + Y direction. As a result, the smooth operation of the driving device 1A becomes possible.

具体的には、上述のように各長尺部１２ａ〜１２ｄは、駆動の際には各支持点ＢＰａ〜ＢＰｄを中心にした回転移動を行う。このため、各長尺部１２ａ〜１２ｄの他端ＰＥａ〜ＰＥｄにおいて発生する出力変位は、Ｘ方向の変位ＱＸとＹ方向の変位ＱＹとを含んだものとなる。 Specifically, as described above, each of the long portions 12a to 12d performs rotational movement around the support points BPa to BPd when driven. For this reason, the output displacement generated at the other ends PEa to PEd of the long portions 12a to 12d includes the displacement QX in the X direction and the displacement QY in the Y direction.

例えば、図７に示される駆動状態において、第１の長尺部１２ａと第２の長尺部１２ｂとによって発生する出力変位（第１の出力変位）は、矢印ＡＲ１のように表される。当該第１の出力変位は、−Ｘ方向の変位ＱＸ１と＋Ｙ方向の変位ＱＹ１とによって表すことができる。また、図７に示される駆動状態において、第３の長尺部１２ｃと第４の長尺部１２ｄとによって発生する出力変位（第２の出力変位）は、矢印ＡＲ２のように表される。当該第２の出力変位は、＋Ｘ方向の変位ＱＸ２と−Ｙ方向の変位ＱＹ２とによって表すことができる。 For example, in the driving state shown in FIG. 7, the output displacement (first output displacement) generated by the first long portion 12a and the second long portion 12b is represented by an arrow AR1. The first output displacement can be represented by a displacement QX1 in the −X direction and a displacement QY1 in the + Y direction. Further, in the driving state shown in FIG. 7, the output displacement (second output displacement) generated by the third long portion 12c and the fourth long portion 12d is represented by an arrow AR2. The second output displacement can be represented by a displacement XX2 in the + X direction and a displacement QY2 in the -Y direction.

このように、第１のフレーム１１における第１の出力変位と、第２のフレーム２１における第２の出力変位とは、それぞれ−Ｘ方向の変位ＱＸ１と＋Ｘ方向の変位ＱＸ２とを有している。このため、図７の駆動状態においては、第１の長尺部１２ａの他端ＰＥａと第３の長尺部１２ｃの他端ＰＥｃとの間の距離は、図５の初期状態における距離と比較して短くなる。したがって、上述のような変位拡大機構８を用いた駆動装置１Ａにおいては、第１の連結部材１４と第２の連結部材１５とをフレームに比べて弾性変形し易く設計し、動作の際に２つの連結部材を弾性変形させる（ここでは曲げ変形を生じさせる）ことによって、駆動によって生じるＸ方向の変位を吸収し、駆動装置１Ａにおける２つの単位駆動機構の並列的な協働による動作を円滑にしている。 As described above, the first output displacement in the first frame 11 and the second output displacement in the second frame 21 have the displacement QX1 in the −X direction and the displacement QX2 in the + X direction, respectively. . Therefore, in the driving state of FIG. 7, the distance between the other end PEa of the first long portion 12a and the other end PEc of the third long portion 12c is compared with the distance in the initial state of FIG. And shortened. Therefore, in the driving apparatus 1A using the displacement magnifying mechanism 8 as described above, the first connecting member 14 and the second connecting member 15 are designed to be more easily elastically deformed than the frame, and 2 during operation. By elastically deforming the two connecting members (in this case, bending deformation is generated), the displacement in the X direction caused by driving is absorbed, and the operation of the two unit driving mechanisms in the driving device 1A in parallel is facilitated. ing.

また、上記のように駆動装置１Ａでは、第１の連結部材１４と第２の連結部材１５とが、互いに対向する位置において可動部７を狭持している。これによれば、第１の連結部材１４から可動部７に加えられる−Ｘ方向の力Ｆ１４と第２の連結部材１５から可動部７に加えられる＋Ｘ方向の力Ｆ１５とを同一直線上において互いに向き合う方向から可動部７に加えることが可能になる。したがって、動作中の第１の連結部材１４からの力Ｆ１４と第２の連結部材１５からの力Ｆ１５とによって可動部７のバランス（均衡）を乱すことなく、可動部７の姿勢を保ったまま（維持したまま）で可動部７をＹ方向へとＸ軸に平行に移動させることができる。 Further, as described above, in the driving device 1A, the first connecting member 14 and the second connecting member 15 hold the movable portion 7 at a position facing each other. According to this, the −X direction force F14 applied from the first connecting member 14 to the movable portion 7 and the + X direction force F15 applied from the second connecting member 15 to the movable portion 7 are mutually on the same straight line. It becomes possible to add to the movable part 7 from the facing direction. Therefore, the posture of the movable portion 7 is maintained without disturbing the balance of the movable portion 7 by the force F14 from the first connecting member 14 and the force F15 from the second connecting member 15 in operation. The movable part 7 can be moved in the Y direction parallel to the X axis (while maintaining).

上述のように、出力変位の増加にともなって＋Ｙ方向へと移動する可動部７は、各静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからの力と、各長尺部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの傾動によって生じる各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのねじれの復元力とが釣り合う位置において停止する。例えば、櫛歯電極間への電圧の印加を停止すると、ねじれを生じていた各支持部材１３ａ〜１３ｄの復元力によって、可動部７は元の位置に復帰する。したがって、本実施形態では、静電アクチュエータ１０ａ〜１０ｄにおいて発生する力は、櫛歯電極間へ印加する電圧の２乗に比例して大きくなることから、駆動装置１Ａでは、印加する電圧を制御することによって、可動部７の変位（移動量）を調整することが可能となる。 As described above, the movable portion 7 that moves in the + Y direction as the output displacement increases is the force from the electrostatic actuators 10a, 10b, 10c, and 10d and the long portions 12a, 12b, 12c, and 12d. The support members 13a, 13b, 13c, and 13d generated by the tilting are stopped at a position where the restoring force of the twist is balanced. For example, when the application of the voltage between the comb electrodes is stopped, the movable portion 7 returns to the original position by the restoring force of each of the support members 13a to 13d that has been twisted. Therefore, in the present embodiment, the force generated in the electrostatic actuators 10a to 10d increases in proportion to the square of the voltage applied between the comb electrodes, so that the driving device 1A controls the applied voltage. Thus, the displacement (movement amount) of the movable portion 7 can be adjusted.

以上のように、駆動装置１Ａは、静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからの駆動変位を拡大して、可動部７をＹ方向へとＸ軸と平行に移動させることができる。これによれば、駆動部５の駆動変位が小さい場合も、可動部７において十分な移動量を確保することが可能となる。また、駆動部５として静電アクチュエータを用いることによれば、駆動部５にステッピングモータ等を用いる場合に比べて、駆動部５のための固有空間を確保する必要がないため、駆動装置１Ａを小型化することが可能となる。 As described above, the driving device 1A can expand the driving displacement from the electrostatic actuators 10a, 10b, 10c, and 10d and move the movable portion 7 in the Y direction in parallel with the X axis. According to this, even when the drive displacement of the drive unit 5 is small, it is possible to ensure a sufficient amount of movement in the movable unit 7. In addition, when an electrostatic actuator is used as the drive unit 5, it is not necessary to secure a specific space for the drive unit 5 as compared with the case where a stepping motor or the like is used for the drive unit 5. It becomes possible to reduce the size.

また、この実施形態では連結部材１４，１５を結ぶ方向を上下方向としたとき、複数の単位駆動機構を上下対称配置し、さらに各単位駆動機構を連結部材１４，１５とフレーム１１，１２との結合点に関して左右対称な構造とすることによって、同じ電圧をそれぞれの静電アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに与えることにより、可動部７の姿勢を変化させずに可動部７を移動させることができる。 In this embodiment, when the direction connecting the connecting members 14 and 15 is the vertical direction, a plurality of unit driving mechanisms are arranged vertically symmetrically, and each unit driving mechanism is further connected to the connecting members 14 and 15 and the frames 11 and 12. By making the structure symmetrical with respect to the coupling point, the movable part 7 can be moved without changing the posture of the movable part 7 by applying the same voltage to the electrostatic actuators 10a, 10b, 10c, and 10d. it can.

＜２．適用例＞
次に、上記の実施形態の駆動装置１Ａの適用例ついて説明する。 <2. Application example>
Next, an application example of the drive device 1A of the above embodiment will be described.

そのような適用例としては上記駆動装置１ＡをＡＦ機構に採用した撮像ユニットがあり、また、その撮像ユニットを設けた撮像装置の一種としての折りたたみ式携帯電話がある。図８は、撮像ユニット３０を示す図である。図９は、撮像ユニット３０を備える折りたたみ式携帯電話７０を示す図である。 As an example of such application, there is an imaging unit that employs the driving device 1A as an AF mechanism, and there is a folding mobile phone as a kind of imaging device provided with the imaging unit. FIG. 8 is a diagram illustrating the imaging unit 30. FIG. 9 is a diagram showing a foldable mobile phone 70 including the imaging unit 30.

図８に示されるように、撮像ユニット３０は、パッケージ（箱体：ハウジング）３５と保護ガラス３６とを有し、パッケージ３５と保護ガラス３６とによって形成される密封空間内には、撮像素子３１とそれに被写体像を結像させる光学系としてのズームレンズ３２等を備えている。 As shown in FIG. 8, the imaging unit 30 includes a package (box body: housing) 35 and a protective glass 36, and the imaging element 31 is in a sealed space formed by the package 35 and the protective glass 36. And a zoom lens 32 as an optical system for forming a subject image thereon.

撮像素子（例えばＣＣＤ）３１は、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の原色透過フィルターがピクセル単位に市松状に配列(ベイヤー配列)されたエリアセンサとして構成され、被写体像に係る画像信号（画像）を取得する撮像手段として機能する。また、撮像素子３１は、密封空間内の固定部３３に据え付けられた駆動装置１Ａの可動部７に配置（設置）され、駆動装置１Ａの可動部７の移動によって、両矢印ＨＷのように、光軸Ｌ方向に移動する。 The image pickup device (for example, CCD) 31 is configured as an area sensor in which primary color transmission filters of R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a checkered pattern (Bayer array) in pixel units. It functions as an imaging means for acquiring such an image signal (image). Further, the image pickup device 31 is disposed (installed) on the movable portion 7 of the driving device 1A installed on the fixed portion 33 in the sealed space, and as indicated by the double arrow HW by the movement of the movable portion 7 of the driving device 1A, Move in the direction of the optical axis L.

ズームレンズ３２は、密封空間内において保護ガラス３６と撮像素子３１との間に支持されている。 The zoom lens 32 is supported between the protective glass 36 and the image sensor 31 in the sealed space.

このような構成を有する撮像ユニット３０においては、櫛歯電極間へ印加する電圧を制御することによって、撮像素子１５を光軸Ｌ方向に移動させて、焦点調整が行われる。 In the imaging unit 30 having such a configuration, the focus adjustment is performed by moving the imaging element 15 in the direction of the optical axis L by controlling the voltage applied between the comb electrodes.

また、パッケージ３５と保護ガラス３６とによって形成される空間へのゴミの侵入を防止するために、撮像ユニット３０の組み立ては、例えばクリーンルーム（或いはクリーンベンチ）内で行われる。さらに、撮像ユニット３０は、密封空間を形成することによって、駆動装置１Ａの駆動部５に用いられる静電アクチュエータへのゴミの侵入を防ぎ、静電アクチュエータを保護している。また、撮像ユニット３０では、密封空間を形成することによって空気の対流がなくなるため、駆動装置１Ａに対する負荷のばらつきを低減することができる。 In order to prevent dust from entering the space formed by the package 35 and the protective glass 36, the imaging unit 30 is assembled in a clean room (or clean bench), for example. Furthermore, the imaging unit 30 forms a sealed space, thereby preventing dust from entering the electrostatic actuator used in the drive unit 5 of the drive device 1A and protecting the electrostatic actuator. Moreover, in the imaging unit 30, since the air convection is eliminated by forming the sealed space, variation in the load on the driving device 1A can be reduced.

また、撮像ユニット３０は、マイクロカメラユニット（ＭＣＵ）として、図９に示される携帯電話７０等の小型電子機器（撮像装置）に搭載される。携帯電話７０は、カメラレンズ部７１と外部表示部７２と撮影用ライト７３とを備えている。撮像ユニット３０は、カメラレンズ部７１から導かれる被写体像を取得可能なように携帯電話７０に内蔵されている。 The imaging unit 30 is mounted as a micro camera unit (MCU) in a small electronic device (imaging device) such as the mobile phone 70 shown in FIG. The cellular phone 70 includes a camera lens unit 71, an external display unit 72, and a photographing light 73. The imaging unit 30 is built in the mobile phone 70 so that a subject image guided from the camera lens unit 71 can be acquired.

以上のように、小型化が可能な駆動装置１Ａは、例えば、ＭＣＵ内の部品を駆動させる駆動装置として採用され、ＭＣＵのさらなる小型化を可能にする。 As described above, the drive device 1A that can be miniaturized is employed as a drive device that drives components in the MCU, for example, and enables further miniaturization of the MCU.

＜３．第２実施形態＞
図１０は、この発明の第２実施形態に係る駆動装置１Ｂの上面図である。図１１は、図１０のＫ２方向から視認した場合の駆動状態における駆動装置１Ｂの側面図である。以下では、駆動装置１Ｂについて、駆動装置１Ａとの相違点を中心に説明する。 <3. Second Embodiment>
FIG. 10 is a top view of a driving apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a side view of the driving device 1B in a driving state when viewed from the K2 direction in FIG. Hereinafter, the driving device 1B will be described focusing on differences from the driving device 1A.

第２実施形態に係る駆動装置１Ｂは、駆動装置１Ａと同様に、４つの静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄからなる駆動部５と変位拡大機構８を有する変位伝達部６と可動部７とを備えている（図３）。図１０に示されるように、駆動装置１Ａとの相違点としては、駆動装置１Ｂは、変位伝達部６として大きさの異なる略矩形の第１のフレーム５１と第２のフレーム５２とからなる二重フレームＦＲ２となっている。また、上面からみた場合に、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄが大きい方のフレーム（ここでは、第１のフレーム５１）内に収まるように、第１のフレーム５１と第２のフレーム６１との間に略同心に配置されている。静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂ、５０ｃ，５０ｄは、これら２つのフレーム５１，５２間の間隙部に配置されており、それによってそれぞれの櫛歯電極は第１のフレーム５１の内側に存在する。櫛歯電極がフレームからはみ出さない駆動装置１Ｂのような構成によれば、櫛歯の本数を増やした場合にもコンパクトな構成を維持することができる。 Similarly to the driving device 1A, the driving device 1B according to the second embodiment includes a driving unit 5 including four electrostatic actuators 50a, 50b, 50c, and 50d, a displacement transmitting unit 6 having a displacement enlarging mechanism 8, and a movable unit 7. (FIG. 3). As shown in FIG. 10, the driving device 1 B is different from the driving device 1 A in that the displacement transmitting unit 6 includes a substantially rectangular first frame 51 and a second frame 52 having different sizes. It is a heavy frame FR2. Further, when viewed from the top, each electrostatic actuator 50a to 50d is placed between the first frame 51 and the second frame 61 so as to be accommodated in the larger frame (here, the first frame 51). Are arranged substantially concentrically. The electrostatic actuators 50 a, 50 b, 50 c, 50 d are arranged in the gap between these two frames 51, 52, whereby the respective comb electrodes are present inside the first frame 51. According to the configuration of the driving device 1B in which the comb electrode does not protrude from the frame, a compact configuration can be maintained even when the number of comb teeth is increased.

駆動装置１Ｂの動作は、駆動装置１Ａと同様である。簡単には、まず、静電アクチュエータ５０ａ，５０ｂによって発生される駆動変位が第１のフレーム５１に含まれる一対の縦辺部５１Ｈ（第１の長尺部５２ａおよび第２の長尺部５２ｂ）のそれぞれの一端に与えられる。そして、変位拡大機構８によって拡大された出力変位が、第１の長尺部５２ａおよび第２の長尺部５２ｂの他端に出力される。また同様に、静電アクチュエータ５０ｃ，５０ｄによって発生される駆動変位が第２のフレーム５２に含まれる一対の縦辺部５２Ｈ（第３の長尺部５２ｃおよび第２の長尺部５２ｄ）のそれぞれの一端に与えられる。そして、変位拡大機構８によって拡大された出力変位が、第３の長尺部５２ｃおよび第４の長尺部５２ｄの他端に出力される。 The operation of the driving device 1B is the same as that of the driving device 1A. Briefly, first, a pair of vertical side portions 51H (first long portion 52a and second long portion 52b) in which the drive displacement generated by the electrostatic actuators 50a and 50b is included in the first frame 51. Given to one end of each. The output displacement enlarged by the displacement magnifying mechanism 8 is output to the other ends of the first elongate portion 52a and the second elongate portion 52b. Similarly, each of the pair of vertical side portions 52H (the third long portion 52c and the second long portion 52d) in which the drive displacement generated by the electrostatic actuators 50c and 50d is included in the second frame 52. Given at one end. Then, the output displacement expanded by the displacement enlarging mechanism 8 is output to the other ends of the third elongate portion 52c and the fourth elongate portion 52d.

このようにして第１のフレーム５１における２つの長尺部５２ａ，５２ｂの各他端に出力された出力変位は、第１のフレーム５１の横辺部５１Ｌのうち図１０の下側の辺に相当する中継部５１Ｔとそれに続く第１の連結部材５４とを介して可動部７に伝達され、第２のフレーム５２における２つの長尺部５２ｃ，５２ｄの各他端に出力された出力変位は、第２のフレーム５２の横辺部５２Ｌのうち図１０の上側の辺に相当する中継部５２Ｔとそれに続く第２の連結部材５５とを介して可動部７に伝達される。可動部７は、出力変位の増加にともなって、図１１に示されるように＋Ｙ方向へと移動する。 Thus, the output displacement output to the other ends of the two long portions 52a and 52b in the first frame 51 is applied to the lower side of FIG. 10 in the horizontal side portion 51L of the first frame 51. The output displacement transmitted to the movable part 7 via the corresponding relay part 51T and the first connecting member 54 subsequent thereto is outputted to the other ends of the two long parts 52c and 52d in the second frame 52. The second frame 52 is transmitted to the movable portion 7 via the relay portion 52T corresponding to the upper side of FIG. The movable portion 7 moves in the + Y direction as shown in FIG. 11 as the output displacement increases.

この第２の実施形態においては、第１のフレーム５１を有する単位駆動機構（以下「外側単位駆動機構」）と、第２のフレーム５２を有する単位駆動機構（以下「内側単位駆動機構」）とが可動部７に同じ変位をそれぞれ与えるように、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄのストロークに対する梃子の増幅率を調整することによって、可動部７の移動前後における姿勢を不変とすることができる。また、外側単位駆動機構と内側単位駆動機構とが可動部７に同じ変位をそれぞれ与えるように、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄに与える電圧をあらかじめ調整しておくことによって、可動部７の移動前後において可動部７の姿勢を不変とすることができる。 In the second embodiment, a unit drive mechanism having a first frame 51 (hereinafter “outer unit drive mechanism”) and a unit drive mechanism having a second frame 52 (hereinafter “inner unit drive mechanism”) are provided. By adjusting the amplification factor of the insulator with respect to the stroke of each of the electrostatic actuators 50a to 50d so as to give the same displacement to the movable part 7, the posture of the movable part 7 before and after the movement can be made unchanged. In addition, by adjusting in advance the voltage applied to each of the electrostatic actuators 50a to 50d so that the outer unit driving mechanism and the inner unit driving mechanism respectively give the same displacement to the movable part 7, before and after the movement of the movable part 7 In this case, the posture of the movable part 7 can be made unchanged.

なお、出力変位の増加にともなって＋Ｙ方向へと移動する可動部７は、各静電アクチュエータ５０ａ〜５０ｄからの力と、各長尺部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの傾動によって生じる各支持部材５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄのねじれの復元力とが釣り合う位置において停止する。 The movable portion 7 that moves in the + Y direction as the output displacement increases corresponds to the support members that are generated by the force from the electrostatic actuators 50a to 50d and the tilting of the long portions 52a, 52b, 52c, and 52d. It stops at a position where the restoring force of torsion of 53a, 53b, 53c, 53d is balanced.

これらの動作において第２のフレーム５２の下側の横辺部５２Ｌに形成した欠損部を通る経路で第１の連結部材５４が可動部７側に伸びているため、第１の連結部材５４と第２のフレーム５２とが干渉することはない。 In these operations, since the first connecting member 54 extends toward the movable portion 7 in a path passing through the missing portion formed on the lower lateral side portion 52L of the second frame 52, the first connecting member 54 and There is no interference with the second frame 52.

この第２実施形態の駆動装置１Ｂを撮像ユニットに組み込み、さらにそれを撮像装置へ搭載する方法は第１の実施形態と同様である。 A method of incorporating the driving device 1B of the second embodiment into the imaging unit and further mounting it on the imaging device is the same as in the first embodiment.

＜４．変形例＞
この発明では、上記適用例における撮像ユニット３０において、撮像素子３１の位置を測定する位置センサをさらに備える構成としてもよい。図１２は、位置センサを備える撮像ユニット３０を示す図である。 <4. Modification>
In this invention, it is good also as a structure further equipped with the position sensor which measures the position of the image pick-up element 31 in the image pick-up unit 30 in the said application example. FIG. 12 is a diagram illustrating an imaging unit 30 including a position sensor.

具体的には、図１２に示されるように、撮像ユニット３０の密封空間において、可動部７の位置を測定する位置センサＰＳｅを配置し、当該位置センサＰＳｅから可動部７の位置（測定位置）を取得する。そして、当該位置情報と、印加電圧より換算して取得される可動部７の位置（換算位置）とを比較して、可動部７の現在位置を補正する。詳細には、測定位置と換算位置とが異なっている場合は、測定位置が換算位置と合致するように印加電圧を修正して、可動部７の現在位置を補正するようなフィードバック制御がなされる。 Specifically, as shown in FIG. 12, a position sensor PSe for measuring the position of the movable part 7 is arranged in the sealed space of the imaging unit 30, and the position (measurement position) of the movable part 7 from the position sensor PSe. To get. Then, the current position of the movable part 7 is corrected by comparing the position information with the position (converted position) of the movable part 7 obtained by conversion from the applied voltage. Specifically, when the measurement position and the conversion position are different, feedback control is performed to correct the current position of the movable unit 7 by correcting the applied voltage so that the measurement position matches the conversion position. .

これによれば、駆動装置１Ａの動作精度が悪化する状況においても、適切な焦点調整を行うことが可能となる。なお、位置センサＰＳｅとしては、例えば、測距対象物に照射したレーザの反射光を用いて測距対象物までの距離を測定するセンサを採用することができる。 According to this, it is possible to perform appropriate focus adjustment even in a situation where the operation accuracy of the drive device 1A deteriorates. In addition, as position sensor PSe, the sensor which measures the distance to a ranging object using the reflected light of the laser irradiated to the ranging object, for example can be employ | adopted.

また、上記各実施形態においては、駆動装置１Ａにおける各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄおよび各連結部材１４，１５は、フレームと一体形成しつつも、フレームに比べて細く設計することによって弾性変形し易くしていたが、これに限定されない。具体的には、フレームに用いられる部材に比べて弾性変形し易い材料を用いて各支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄおよび各連結部材１４，１５を構成して、各支持部材１３ａ〜１３ｄおよび各連結部材１４，１５を弾性変形し易くしてもよい。 In each of the above embodiments, the supporting members 13a, 13b, 13c, 13d and the connecting members 14, 15 in the driving device 1A are formed integrally with the frame, but are designed to be thinner than the frame, thereby being elastic. Although it was easy to deform | transform, it is not limited to this. Specifically, the support members 13a, 13b, 13c, 13d and the connection members 14, 15 are configured using a material that is more easily elastically deformed than members used in the frame, and the support members 13a to 13d and The connecting members 14 and 15 may be easily elastically deformed.

静電アクチュエータの構成および動作を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation | movement of an electrostatic actuator. 静電アクチュエータの構成および動作を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation | movement of an electrostatic actuator. 第１実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the drive device concerning a 1st embodiment. 駆動装置の上面図である。It is a top view of a drive device. 駆動前の初期状態における駆動装置の側面図である。It is a side view of the drive device in the initial state before driving. 駆動状態における駆動装置の側面図である。It is a side view of the drive device in a drive state. 駆動装置の初期状態と駆動状態とを示す図である。It is a figure which shows the initial state and drive state of a drive device. 撮像ユニットを示す図である。It is a figure which shows an imaging unit. 撮像ユニットを備える折りたたみ式携帯電話を示す図である。It is a figure which shows a foldable mobile phone provided with an imaging unit. 第２実施形態に係る駆動装置の上面図である。It is a top view of the drive device concerning a 2nd embodiment. 駆動状態における変形例に係る駆動装置の側面図である。It is a side view of the drive device concerning the modification in a drive state. 位置センサを備える撮像ユニットを示す図である。It is a figure which shows an imaging unit provided with a position sensor.

Explanation of symbols

１Ａ，１Ｂ駆動装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ静電アクチュエータ
１１第１のフレーム
２１第２のフレーム
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ長尺部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ支持部材
１４第１の連結部材
１５第２の連結部材 1A, 1B Driving device 10a, 10b, 10c, 10d Electrostatic actuator 11 First frame 21 Second frame 12a, 12b, 12c, 12d Long portion 13a, 13b, 13c, 13d Support member 14 First connecting member 15 Second connecting member

Claims

A frame material arranged on the outer peripheral side of the movable part to which the driven body is fixed;
A connecting member configured using an elastic body and connecting the movable part and the frame material;
Driving parts respectively coupled to the frame material;
An elastic member interposed between a fixing point and the frame material;
A plurality of unit drive mechanisms comprising
The drive displacement given from the drive unit is caused by the lever action of the frame material with the coupling portion with the elastic member as a fulcrum while resisting elastic deformation of the elastic member through the frame material and the connecting member. Expanded to the displacement of the driven body ,
When the movable part is driven in the same direction by a plurality of the unit drive mechanisms, the connecting member of each unit drive mechanism is elastically deformed .

The drive device according to claim 1,
Among the drive units included in each of the plurality of unit drive mechanisms, drive units corresponding to each other among the plurality of unit drive mechanisms are arranged adjacent to each other.

  The drive device according to claim 1 or 2,
  The connecting member in one unit driving mechanism and the connecting member in the other unit driving mechanism are connected to the movable part at positions facing each other via the movable part,
  The drive unit according to claim 1, wherein the movable unit moves while maintaining a posture by driving the drive unit.

  A frame material arranged on the outer peripheral side of the movable part to which the driven body is fixed;
  A connecting member configured using an elastic body and connecting the movable part and the frame material;
  Driving parts respectively coupled to the frame material;
  An elastic member interposed between a fixing point and the frame material;
Including one or more unit driving mechanisms having
  As the unit drive mechanism,
  A first unit driving mechanism having, as the frame material, a first frame arranged along an outer periphery of the movable portion;
  A second unit drive mechanism having a second frame arranged along the outer periphery of the first frame as the frame material;
Have
  The connecting member of the first frame is connected to a first part of the movable part;
  The connecting member of the second frame is connected to the second part of the movable part through a path avoiding the first frame,
  The drive displacement given from the drive unit is caused by the lever action of the frame material with the coupling portion with the elastic member as a fulcrum while resisting elastic deformation of the elastic member through the frame material and the connecting member. Expanded to the displacement of the driven body,
  The driving device according to claim 1, wherein when the movable unit is driven in the same direction by the first and second unit driving mechanisms, the connecting member of each unit driving mechanism is elastically deformed.

The drive device according to claim 4, wherein
Each drive unit included in the first and second unit drive mechanisms is disposed in a gap portion between the first frame and the second frame.

  The drive device according to claim 4 or 5,
  The connecting member in the first unit driving mechanism and the connecting member in the second unit driving mechanism are connected to the movable part at positions facing each other via the movable part,
  The drive unit according to claim 1, wherein the movable unit moves while maintaining a posture by driving the drive unit.

The drive device according to any one of claims 1 to 6,
The driving device according to claim 1, wherein the elastic member generates elastic torsional deformation when a driving displacement is applied from the driving unit.

The drive device according to any one of claims 1 to 7,
The driving device according to claim 1, wherein the connecting member is elastically deformed when a driving displacement is applied from the driving unit.

The drive device according to any one of claims 1 to 8,
A driving apparatus, wherein the driven body is an image sensor.

An imaging unit comprising: the driving device according to claim 9; and an optical system that forms an image on the imaging element.

An imaging device comprising the imaging unit according to claim 10.