JP5879823B2 - 駆動装置、レンズモジュールおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
本開示の第2の駆動装置は、駆動対象物を保持するための保持部材と、駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、ポリマーアクチュエータ素子および支持部材の各一端を直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、ポリマーアクチュエータ素子および支持部材の各他端と保持部材の端部とを連結する連結部材とを備えたものである。
本開示の第3の駆動装置は、駆動対象物を保持するための保持部材と、駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、ポリマーアクチュエータ素子および支持部材の各一端を直接もしくは間接的に固定する固定用部材とを備えたものである。ポリマーアクチュエータ素子および支持部材の各他端と保持部材の端部とは、直接もしくは間接的に接続されている。固定用部材では、ポリマーアクチュエータ素子および支持部材の可動端側の角部が面取りされている。
本開示の第2のレンズモジュールは、レンズと、このレンズを駆動する上記本開示の第2の駆動装置とを備えたものである。
本開示の第3のレンズモジュールは、レンズと、このレンズを駆動する上記本開示の第3の駆動装置とを備えたものである。
本開示の第2の撮像装置は、レンズと、このレンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、レンズを駆動する上記本開示の第2の駆動装置とを備えたものである。
本開示の第3の撮像装置は、レンズと、このレンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、レンズを駆動する上記本開示の第3の駆動装置とを備えたものである。
1.実施の形態(ポリマーアクチュエータ素子を用いたレンズ駆動装置の例)
2.変形例
[撮像装置を備えた電子機器の概略構成]
図1および図2は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置(後述する撮像装置2)を備えた電子機器の一例として、撮像機能付き携帯電話機(携帯電話機8)の概略構成を斜視図で表したものである。この携帯電話機8では、2つの筐体81A,81B同士が、図示しないヒンジ機構を介して折り畳み自在に連結されている。
図3は、撮像装置2の要部構成を斜視図で表したものであり、図4は、この撮像装置2におけるレンズモジュール4の構成を分解斜視図で表したものである。また、図5は、このレンズモジュール4の概略構成を、(A)側面図(Z−X側面図)および(B)平面図(X−Y平面図)で模式的に表したものである。
ポリマーアクチュエータ素子13は、レンズ40の光軸Z1と直交する駆動面(X−Y平面上の駆動面)を有しており、この駆動面が、光軸Z1に沿って後述する一対の支持部材18A,18Bにおける支持面と対向するように配置されている。このポリマーアクチュエータ素子13は、レンズ保持部材14(およびレンズ40)を、後述する連結部材151A,151B,152を介して光軸Z1に沿って駆動するためのものである。このポリマーアクチュエータ素子13は、上記した駆動面上に延在する平板状であり、ここでは図3,図4,図5(B)に示したように、レンズ40の光軸Z1がその中央付近に位置する円形状の開口130(第1の開口)を有している。すなわち、この開口130は、レンズ40の対向領域に形成されており、撮像光が通過するための孔となっている。なお、このポリマーアクチュエータ素子13の詳細構成については後述する(図9,図10)。
バネ定数K=(3EI/L3) ……(1)
曲げ剛性=EI(kg・cm2) ……(2)
連結部材151A,151Bはそれぞれ、支持部材18A,18Bの各他端と接続部14Aの端部との間を互いに連結(接続)するための部材である。具体的には、連結部材151Aは、接続部14Aの下端部と支持部材18Aの他端との間を連結し、連結部材151Bは、接続部14Aの下端部と支持部材18Bの他端との間を連結するようになっている。一方、連結部材152は、ポリマーアクチュエータ素子13の他端と接続部14Aの端部との間を連結(接続)するための部材である。具体的には、この連結部材152は、接続部14Aの上端部とポリマーアクチュエータ素子13の他端との間を連結するようになっている。このようにして、ポリマーアクチュエータ素子13および支持部材18A,18Bの各他端と、レンズ保持部材14(接続部14A)の端部とが、間接的に接続されるようになっている。
次に、図9および図10を参照して、ポリマーアクチュエータ素子13の詳細構成について説明する。図9は、ポリマーアクチュエータ素子13の断面構成(Z−X断面構成)を表したものである。
続いて、本実施の形態の撮像装置2の作用および効果について説明する。
最初に、図11を参照して、ポリマーアクチュエータ素子13の動作について説明する。図11は、このポリマーアクチュエータ素子13の動作を、断面図を用いて模式的に表したものである。
次に、図12〜図15を参照して、撮像装置2(レンズモジュール4)全体の動作について、比較例(比較例1〜3)と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図12〜図14はそれぞれ、比較例1〜比較例3に係る撮像装置におけるレンズモジュール(レンズモジュール100〜300)の構成および動作を表したものである。一方、図15は、本実施の形態の撮像装置2におけるレンズモジュール4の動作を側面図(Z−X側面図)で表したものであり、(A)は動作前の状態を、(B)は動作後の状態をそれぞれ示す。
図12(A)に示した比較例1に係るレンズモジュール100では、ガイド部101A,101B,102A,102Bを利用して、レンズ保持部材103およびレンズ104をその光軸Z1に沿って(光軸Z1と平行に)移動させている。具体的には、平板状のポリマーアクチュエータ素子105によってレンズ保持部材103を駆動させるようになっている。
一方、図13に示した比較例2に係るレンズモジュール200では、レンズ204の光軸Z1方向に沿って、一対の平板状のポリマーアクチュエータ素子205A,205Bを、レンズ保持部材203の上下において対向配置させている(平行平板方式)。
他方、図14に示した比較例3に係るレンズモジュール300では、図中の示したように、印加電圧の極性を異ならせて湾曲方向が互いに異なるようにした1組のポリマーアクチュエータ素子305A,305Bを組み合わせている。これにより、レンズ保持部材303およびレンズ304をその光軸Z1方向に移動させるようにしている。
これに対して、本実施の形態の撮像装置2におけるレンズモジュール4では、図3、図4および図15(A),(B)に示したようにして、駆動対象物であるレンズ40が駆動される。すなわち、ポリマーアクチュエータ素子13の他端側(可動側)が変形(湾曲)するとともに、それに伴って支持部材18A,18B(または支持部材18)の他端側も変形(湾曲)することにより、レンズ保持部材14が駆動される。その結果、レンズ40が移動可能(変位可能)となる。具体的には、ここでは、レンズ40がその光軸Z1に沿って移動可能となる。
以上、実施の形態を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
駆動対象物を保持するための保持部材と、
前記駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を備え、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されている
駆動装置。
(2)
前記ポリマーアクチュエータ素子の曲げ剛性と前記支持部材の曲げ剛性とが、互いに略等しい
上記(1)に記載の駆動装置。
(3)
前記支持部材の縦弾性係数が、前記ポリマーアクチュエータ素子の縦弾性係数よりも大きい
上記(2)に記載の駆動装置。
(4)
前記ポリマーアクチュエータ素子における駆動面の面積が、前記支持部材における支持面の面積よりも大きい
上記(3)に記載の駆動装置。
(5)
前記ポリマーアクチュエータ素子は、前記駆動対象物に対向するように形成された第1の開口を有する
上記(4)に記載の駆動装置。
(6)
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とを連結する連結部材を備えた
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の駆動装置。
(7)
前記保持部材が、
前記駆動対象物を保持する保持部と、
前記保持部を支持すると共に前記保持部と前記連結部材とを接続する接続部と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面と前記支持部材の支持面との間に、前記保持部が配置されている
上記(6)に記載の駆動装置。
(8)
前記固定用部材に、前記保持部を部分的に挟む込むための第2の開口が形成されている
上記(7)に記載の駆動装置。
(9)
前記支持部材および前記ポリマーアクチュエータ素子のうちの少なくとも一方が、
前記固定用部材に固定された固定部と、
前記固定部の両端部に設けられ、前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面または前記支持部材の支持面を構成する一対の突出部と
を有する上記(6)ないし(8)のいずれかに記載の駆動装置。
(10)
各突出部の幅が、前記固定部側から先端側へと向けて徐々に狭くなっている
上記(9)に記載の駆動装置。
(11)
前記連結部材は、前記ポリマーアクチュエータ素子と同等以下の曲げ剛性を有する
上記(6)ないし(10)のいずれかに記載の駆動装置。
(12)
前記連結部材が、フレキシブルフィルムからなる
上記(11)に記載の駆動装置。
(13)
前記固定用部材において、前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の可動端側の角部が面取りされている
上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の駆動装置。
(14)
前記ポリマーアクチュエータ素子は、
一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に挿設された高分子膜と
を有する上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の駆動装置。
(15)
前記駆動対象物がレンズであり、
前記レンズを駆動するレンズ駆動装置として構成されている
上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の駆動装置。
(16)
前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面と前記支持部材の支持面とが、前記レンズの光軸に沿って互いに対向している
上記(15)に記載の駆動装置。
(17)
レンズと、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されている
レンズモジュール。
(18)
レンズと、
前記レンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されている
撮像装置。
Claims (21)
- 駆動対象物を保持するための保持部材と、
前記駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を備え、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記ポリマーアクチュエータ素子の曲げ剛性と前記支持部材の曲げ剛性とが、互いに略等しい
駆動装置。 - 前記支持部材の縦弾性係数が、前記ポリマーアクチュエータ素子の縦弾性係数よりも大きい
請求項1に記載の駆動装置。 - 前記ポリマーアクチュエータ素子における駆動面の面積が、前記支持部材における支持面の面積よりも大きい
請求項2に記載の駆動装置。 - 前記ポリマーアクチュエータ素子は、前記駆動対象物の対向領域に形成された第1の開口を有する
請求項3に記載の駆動装置。 - 駆動対象物を保持するための保持部材と、
前記駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とを連結する連結部材と
を備えた駆動装置。 - 前記保持部材が、
前記駆動対象物を保持する保持部と、
前記保持部を支持すると共に前記保持部と前記連結部材とを接続する接続部と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面と前記支持部材の支持面との間に、前記保持部が配置されている
請求項5に記載の駆動装置。 - 前記固定用部材に、前記保持部を部分的に挟む込むための第2の開口が形成されている
請求項6に記載の駆動装置。 - 前記支持部材および前記ポリマーアクチュエータ素子のうちの少なくとも一方が、
前記固定用部材に固定された固定部と、
前記固定部の両端部に設けられ、前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面または前記支持部材の支持面を構成する一対の突出部と
を有する
請求項5ないし請求項7のいずれか1項に記載の駆動装置。 - 各突出部の幅が、前記固定部側から先端側へと向けて徐々に狭くなっている
請求項8に記載の駆動装置。 - 前記連結部材は、前記ポリマーアクチュエータ素子と同等以下の曲げ剛性を有する
請求項5ないし請求項9のいずれか1項に記載の駆動装置。 - 前記連結部材が、フレキシブルフィルムからなる
請求項10に記載の駆動装置。 - 駆動対象物を保持するための保持部材と、
前記駆動対象物の一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記駆動対象物の他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を備え、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記固定用部材において、前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の可動端側の角部が面取りされている
駆動装置。 - 前記ポリマーアクチュエータ素子は、
一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に挿設された高分子膜と
を有する
請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の駆動装置。 - 前記駆動対象物がレンズであり、
前記レンズを駆動するレンズ駆動装置として構成されている
請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の駆動装置。 - 前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面と前記支持部材の支持面とが、前記レンズの光軸に沿って互いに対向している
請求項14に記載の駆動装置。 - レンズと、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記ポリマーアクチュエータ素子の曲げ剛性と前記支持部材の曲げ剛性とが、互いに略等しい
レンズモジュール。 - レンズと、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とを連結する連結部材と
を有するレンズモジュール。 - レンズと、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記固定用部材において、前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の可動端側の角部が面取りされている
レンズモジュール。 - レンズと、
前記レンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記ポリマーアクチュエータ素子の曲げ剛性と前記支持部材の曲げ剛性とが、互いに略等しい
撮像装置。 - レンズと、
前記レンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とを連結する連結部材と
を有する撮像装置。 - レンズと、
前記レンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、
前記レンズを駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置は、
前記レンズを保持するための保持部材と、
前記レンズの一方側に配設された単一のポリマーアクチュエータ素子と、
前記レンズの他方側に配設された1または複数の支持部材と、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各一端を、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の各他端と前記保持部材の端部とが、直接もしくは間接的に接続されており、
前記固定用部材において、前記ポリマーアクチュエータ素子および前記支持部材の可動端側の角部が面取りされている
撮像装置。
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