静电致动器机构、其驱动方法、和使用其的摄像机模块技术

在规定方向依次排列的第一～第三定子电极２２Ａ～２２Ｃ组设置在第一定子２２Ａ上。面电极２６Ｄ设置在第二定子２Ｂ上。在所述第一定子２２Ａ和第二定子２２Ｂ之间配置一边以规定方向振动一边行进的滑子３，该滑子３具有多个滑子电极３０Ａ和一个第二滑子电极３０Ｄ。上述滑子电极３０Ａ和３０Ｄ维持接地电位，在第一～第三定子电极２２Ａ～２２Ｃ上一个接一个地周期性施加第一驱动电压，在第一和第二滑子电极３０Ａ、３０Ｄ上施加驱动电压。第一和第二驱动电压是在接地电位和正的驱动电压之间彼此反相位周期性地切换的电压，所以滑子３在第一和第二定子３Ａ、３Ｂ之间一边振动一边向规定方向前进。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用静电力驱动其滑子(slider or movable section)的静电致动器机构及其驱动方法，尤其是有关具有改进了的简单结构，可以高精度驱动滑子的静电致动器机构及其驱动方法。并且本专利技术还涉及使用这样的静电致动器机构的摄像机模块。用静电力驱动滑子的静电致动器机构已经公开在若干文献例如日本特开平8—140367号公报参照以及“Electrostatic Linear MicroactuatorMechanism”JOURNAL OF LIGHTWAVW TECHOLOGYFIG，Vol.17，No1，January、1999 IEEE中。这些文件所公开的静电致动器机构具有排列着如附图说明图1所示的电极的结构。在该静电致动器机构中，应驱动的滑子102被配置成在相对的两个定子103A、103B之间以箭头101所示的方向前进或在其相反的后退方向可滑动。在滑子102上设置电极部104，其中一个定子103A上交叉配置以不同的定时施加电压的2系列定子电极106A、106C，而且，在另一个定子103B上同样交替配置以不同定时施加电压的2系列电极106B和106D。在该定子103A、103B上设置的各个定子电极106A～106D以及滑子102的电极部104的间距和电极宽度实质上分别相同，彼此相对的定子103A的定子电极106A、106C和定子103B的电极106B、106D被配置成仅使其排列相位移位1/2。在具有象这样结构的静电致动器机构中，当在定子电极106A上从电压源(未图示)施加电压时，在定子电极106 A和滑子电极104之间作用静电力，即库仑力，滑子102被吸引到其一的定子103A上，使得定子电极106A和滑子电极104相互叠合接着，把开关电路(未表示)从定子电极106A切换到电极106B，一旦把电压施加到电极106B上，那么，滑子102被吸引到其二的定子103B上，使电极106B和滑子电极104相互叠合。并且，开关电路被从电极106B切换到电极106C，一旦施加电压给电极106C，那么滑子102被吸引到其一的定子103A，使电极106C和滑子电极104相互叠合。还有，开关电路被从电极106C切换到电极106D，一旦在电极106D上施加电压，那么，滑子102被吸引到其二的定子103B，使电极106D和滑子电极104相互叠合。这样，一边依次切换到定子电极106A、电极106B、电极106C、电极106D一边施加电压，则滑子102从微观来看在定子103A、103B间振动，同时从宏观来看，向用图1的箭头101所示的前进方向驱动。若使该电极上施加电压的顺序相反，一边依次切换到电极106D、106C、106B、106A一边施加电压，则滑子102以图1的箭头101所示的后退方向驱动。在上述静电致动器机构中，一对定子103A、103B必须作高精度位置对准，并且，定子103A、103B上要求以良好精度等间距形成等宽度电极。因此，在制造静电致动器机构的部件，高精度组装该部件中需要充分的时间和工夫，结果，使致动器机构的成本提高，实现高生产率方面存在问题。参照图2，更详细地说明现有静电致动器机构的施加电压的方法及其工作原理。此外，对于图2所示部分和图1所示的同一部分用相同符号，说明从略。如参照图1所述，当在定子103A、103B上设置的定子电极106A～106D上依次施加电压时，滑子102被驱动实质上作微小的直线移动。这里，在图2所示的静电致动器机构中，如特开平8—140367号公报中所揭示，在定子电极106A～106D上为了防止这些定子电极106A～106D的绝缘被破坏而涂敷介质膜105。如图2所示，开始若在定子电极106A上施加电压，那么在将其定子电极106A覆膜的介质膜105上，产生如图2所示的介质极化107。接着，当在电极106B上施加电压时，滑子102被驱动，吸引到其二的定子103B上，滑子电极104与滑子电极106B相互叠合。但是，在实际上，利用设置在定子电极106A上的介质膜105上产生的介质极化107的成分，所产生的作用力是，滑子102照样被吸引在其一的定子103A上。根据该介质极化107形成的成分作为电位电平尽管很微小，但由于从其一的定子103A到滑子102的电极部104的距离短，所以作为妨碍使滑子102移动的动作可能不能忽视。这起因根据是静电力与其电极间距离的2次方成反比关系。根据这样的理由，在现有的静电致动器机构中，担心滑子102的驱动不稳定。并且，介质膜105的电荷泄漏程度，即介质极化解除时间的不一定成为滑子102移动的动作常时不一定的原因。如上所述，在现有静电致动器机构中，问题在于必须使两个定子103A、103B正确定位、精确地设定两者间排列相位，在滑子102的相对的2个面上必须高精度地制作电极，在致动器机构组装中费时费工，成本高，难于实现致动器机构的高生产率。而且，在现有的静电致动器机构中，根据在电极上覆膜的介质膜105上产生的介质极化的影响，担心滑子102的驱动动作不稳定。再有，问题是，介质膜105的电荷泄漏程度，即由于介质极化解除时间不一定导致滑子102移动动作不稳定。本专利技术目的在于提供一种静电致动器机构，能提高组装性能和生产率，以较高精度稳定地实现活动部分的直线微小移动。并且，本专利技术的其他目的在于提供一种小型摄像机模块，使用上述这样的致动器机构。在本专利技术中，提供一种静电致动器机构，其特征是，具有第一定子，备有第一电极组，其由以不同顺序施加电压的至少3个电极在规定方向依次排列而构成；第二定子，与该第一定子相对设置，备有在所述规定方向延伸设置的平面状第二电极；滑子，配置在所述第一定子和所述第二定子之间，备有与所述第一电极组相对置的第一电极部以及与所述第二电极相对置的第二电极部；开关电路，在该第一电极组和该第二电极上交替地施加电压，同时依次切换施加在该第一电极组上的电压的顺序，使所述第一电极组的任一电极的电位高于所述第一电极部的电位，或使所述第二电极的电位高于所述第二电极部的电位。这里，也可以是，在所述开关电路在所述第一电极组上施加电压时，至少在所述规定方向相邻的两个电极上同时施加电压。并且，也可以是，在所述滑子上设置的所述第一电极部的沿所述规定方向的宽度是所述第一电极组的各电极的沿该规定方向的宽度的1.5倍～到2.5倍。并且，也可以是，进一步备有设置成覆盖所述第一电极组的介质膜。此外，进一步备有提供电位差的装置，使在所述第二电极上施加电压时，所述第一电极组的电位比所述第一电极部的电位低。并且，也可以是，进一步备有设置成覆盖所述第一电极部的介质膜。此外，进一步备有提供电位差的装置，在所述第二电极上施加电压时，使所述第一电极组的电位比所述第一电极部的电位低。并且，也可以是，所述第一和第二电极部实质上是接地电位。并且，也可以是，所述滑子备有与所述滑子一起被驱动的光学元件。并且，也可以是，所述第一和第二定子备有比所述第一电极组和第二电极表面突出的止动件，所述滑子备有用于使所述止动件在设置了所述第一和第二电极部的表面上滑动的区域。并且，也可以是，所述滑子备有比所述第一和第二电极部表面突出的止动件，所述第一和第二定子备有用于使所述止动件在设置了所述第一电极组和第二电极的表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电致动器机构，其特征是，具有：第一定子，备有第一电极组，其由以不同顺序施加电压的至少３个电极在规定方向依次排列而构成；第二定子，与该第一定子相对设置，备有在所述规定方向延伸设置的平面状第二电极；滑子，配置在所述第一定子和所 述第二定子之间，备有与所述第一电极组相对置的第一电极部以及与所述第二电极相对置的第二电极部；开关电路，在该第一电极组和该第二电极上交替地施加电压，同时依次切换施加在该第一电极组上的电压的顺序，使所述第一电极组的任一电极的电位高于所述第一 电极部的电位，或使所述第二电极的电位高于所述第二电极部的电位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：笠原章裕，关村雅之，古贺章浩，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]