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JP2007271989A - Shutter device - Google Patents

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JP2007271989A
JP2007271989A JP2006098275A JP2006098275A JP2007271989A JP 2007271989 A JP2007271989 A JP 2007271989A JP 2006098275 A JP2006098275 A JP 2006098275A JP 2006098275 A JP2006098275 A JP 2006098275A JP 2007271989 A JP2007271989 A JP 2007271989A
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JP
Japan
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shutter
rotor
ultrasonic actuator
vibrator
blade
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006098275A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Ishiguro
稔 石黒
Shinichi Yamamoto
慎一 山本
Manabu Aoyanagi
学 青柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Muroran Institute of Technology NUC
Original Assignee
Fujinon Corp
Muroran Institute of Technology NUC
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujinon Corp, Muroran Institute of Technology NUC filed Critical Fujinon Corp
Priority to JP2006098275A priority Critical patent/JP2007271989A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact shutter device that can be mounted in a mobile phone and so on. <P>SOLUTION: The shutter device includes: an aperture plate in which a shutter aperture is made; a shutter blade that opens or closes the shutter aperture by receiving driving force; a rotor that drives the shutter blade by being rotated; and an ultrasonic actuator that acts on the rotor, thereby causing the rotor to rotate. The ultrasonic actuator has an oscillator that is disposed in contact with the rotor at its one end, bent on the way in contact with rotor into a corner , further extends therefrom, and is fixed to the aperture plate at the other end. The oscillator is disposed such that the shutter aperture is located on the minor angle side of the corner. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、シャッタ開口を開閉するシャッタ装置に関する。   The present invention relates to a shutter device that opens and closes a shutter opening.

近年、携帯電話などの小型機器に、被写体を撮影する撮影装置を内蔵することが広範に行われている。日ごろから常に携帯している小型機器に撮影装置が備えられることによって、デジタルカメラやビデオカメラを持ち運ぶ手間をかけずに、いつでも手軽に撮影を行うことができる。また、これらの小型機器には、無線や赤外線などを使ったデータ通信機能が予め搭載されていることが一般的であり、撮影した撮影画像をその場ですぐに他の携帯電話やパーソナルコンピュータなどに送ることができるという利点もある。   2. Description of the Related Art In recent years, it has been widely practiced to incorporate a photographing device for photographing a subject in a small device such as a mobile phone. By providing a photographing device in a small device that is always carried around, it is possible to easily shoot anytime without having to carry a digital camera or a video camera. In addition, these small devices are generally equipped with a data communication function using wireless or infrared rays in advance, and the captured images are immediately taken on the spot to other mobile phones, personal computers, etc. There is also an advantage that can be sent to.

しかし、携帯電話などに内蔵される撮影装置は、通常のデジタルカメラと比較してかなり小型なために、レンズ、CCD(Charge Couple Device)撮像素子やMOS(Metal Oxide Semiconductor)撮像素子(以下、これらを「撮像素子」と総称する)、およびシャッタなどの大きさや、それらを収納するスペースが大幅に制限される。近年では、画質の向上と撮影装置の小型化との両立が図られ、画素数の多い小型の撮像素子や、これに対応した小型レンズなどが開発されてきているが、シャッタに関しては、シャッタ羽根で撮像素子に照射される光を遮光する光学シャッタを用いずに、撮像素子での受光時間を電子的に調整する電子シャッタのみを用いることなどが行われている。しかし、電子シャッタのみが用いられた撮影装置では、撮像素子に照射される光が物理的に遮られるわけではないため、電子シャッタが切られた後で撮像素子で受光された光が漏れてしまって、撮影画像に白筋などの画像欠陥が生じてしまう恐れがある。このため、携帯電話などに内蔵される撮影装置にも小型の光学シャッタを搭載し、画像欠陥を軽減することが強く求められている。   However, since a photographing device built in a mobile phone or the like is considerably smaller than a normal digital camera, a lens, a CCD (Charge Couple Device) imaging element, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) imaging element (hereinafter referred to as these) Are collectively referred to as “imaging device”), and the size of the shutter and the space for storing them are greatly limited. In recent years, both improvement in image quality and downsizing of the photographing apparatus have been achieved, and a small imaging element having a large number of pixels and a small lens corresponding to this have been developed. For example, only an electronic shutter that electronically adjusts the light receiving time of the image sensor is used without using an optical shutter that blocks light irradiated to the image sensor. However, in an imaging apparatus using only an electronic shutter, the light applied to the image sensor is not physically blocked, so that the light received by the image sensor leaks after the electronic shutter is turned off. As a result, there is a risk that image defects such as white streaks will occur in the captured image. For this reason, there is a strong demand to reduce image defects by mounting a small optical shutter on a photographing device built in a mobile phone or the like.

光学シャッタは、モータの回転を利用してシャッタ羽根を駆動し、シャッタ開口を開閉するものが一般的である。通常、シャッタ羽根を駆動するモータとしては、磁場によってロータを回転させる電磁モータが利用されることが多いが、電磁モータは消費電力が大きく、比較的大型であるため、撮影装置内に搭載しようとすると、撮影装置全体の大きさや重量が大幅に増加してしまううえ、電磁モータを駆動するのに十分な電力を確保する必要が生じる。したがって、電磁モータを利用した光学シャッタは、小型化および軽量化が求められている携帯電話などには搭載することが困難である。   An optical shutter is generally one that opens and closes a shutter opening by driving shutter blades using the rotation of a motor. Normally, an electromagnetic motor that rotates a rotor by a magnetic field is often used as a motor that drives the shutter blades. However, since the electromagnetic motor consumes a large amount of power and is relatively large, it is intended to be mounted in the photographing apparatus. Then, the size and weight of the entire photographing apparatus are greatly increased, and it is necessary to secure sufficient power for driving the electromagnetic motor. Therefore, it is difficult to mount an optical shutter using an electromagnetic motor on a mobile phone or the like that is required to be reduced in size and weight.

この点に関し、電磁モータの替わりに圧電等を用いたアクチュエータを使って光学シャッタを駆動することが提案されており、特許文献1および特許文献2には、圧電を用いたアクチュエータの基本的な構成について記載されている。   In this regard, it has been proposed to drive an optical shutter using an actuator using piezoelectric or the like instead of an electromagnetic motor. Patent Documents 1 and 2 disclose a basic configuration of an actuator using piezoelectric. Is described.

図1は、圧電を用いた超音波アクチュエータ10の概略構成図であり、図2は、超音波アクチュエータ10の動作原理を説明するための図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic actuator 10 using piezoelectricity, and FIG. 2 is a diagram for explaining an operation principle of the ultrasonic actuator 10.

図1に示すように、超音波アクチュエータ10には、電圧の印加を受けて振動する圧電素子11、圧電素子11の振動を受けて歪む弾性振動体12、圧電素子11および弾性振動体12を支持する支持部材13、弾性振動体12をロータ20に向けて付勢するばね14、およびばね14を弾性振動体12に押し当てる押当板15が備えられている。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic actuator 10 supports a piezoelectric element 11 that vibrates when voltage is applied, an elastic vibrating body 12 that is distorted by the vibration of the piezoelectric element 11, the piezoelectric element 11, and the elastic vibrating body 12. And a pressing plate 15 for pressing the spring 14 against the elastic vibrating body 12. The supporting member 13 is configured to support the elastic vibrating body 12 toward the rotor 20.

図2に示すように、弾性振動体12は、2枚の圧電素子11a,11bに挟まれており、例えば、圧電素子11a,11bそれぞれに同じ位相の交流電圧が印加されると、それら圧電素子11a,11bが同じ方向に伸縮して弾性振動体12が変形し、弾性振動体12の先端がロータ20に押し付けられることによって、弾性駆動体12の先端が楕円を描いて駆動され、ロータ20が矢印A方向に回転されることとなる。   As shown in FIG. 2, the elastic vibrating body 12 is sandwiched between two piezoelectric elements 11a and 11b. For example, when an AC voltage having the same phase is applied to each of the piezoelectric elements 11a and 11b, the piezoelectric elements 11a and 11b. 11a and 11b expand and contract in the same direction, the elastic vibrating body 12 is deformed, and the tip of the elastic vibrating body 12 is pressed against the rotor 20, whereby the tip of the elastic driving body 12 is driven in an ellipse, and the rotor 20 is driven. It will be rotated in the direction of arrow A.

このように、電圧の印加を受けて振動する超音波アクチュエータを光学シャッタに備えることによって、電磁モータよりも少ない電力で光学シャッタを駆動することができ、さらに、撮影装置の軽量化や、シャッタ駆動の静音化を図ることができる。
特開2005−218179号公報 特開2003−199371号公報
In this way, by providing the optical shutter with an ultrasonic actuator that vibrates upon application of a voltage, the optical shutter can be driven with less power than the electromagnetic motor. The noise can be reduced.
JP 2005-218179 A JP 2003-199371 A

ところで、弾性振動体12の歪みとしては、弾性振動体12が伸縮する縦振動と、弾性振動体12が波打つように屈曲する屈曲振動と、縦振動と屈曲振動とが結合された結合振動とが知られている。光学シャッタを高速に駆動するためには、弾性振動体12を結合振動させてロータ20を高速に回転させることが必要であるが、上述した特許文献1および特許文献2に記載された技術などによると、弾性振動体を結合振動させるために、複数の圧電素子それぞれに相互に異なる位相の交流電圧を印加する必要があり、電圧制御が複雑化してしまうという問題がある。   By the way, the distortion of the elastic vibration body 12 includes longitudinal vibration in which the elastic vibration body 12 expands and contracts, bending vibration in which the elastic vibration body 12 bends so as to wave, and coupled vibration in which the longitudinal vibration and the bending vibration are combined. Are known. In order to drive the optical shutter at high speed, it is necessary to rotate the rotor 20 at high speed by coupling and oscillating the elastic vibrating body 12. However, according to the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above. In order to couple and vibrate the elastic vibrator, it is necessary to apply AC voltages having different phases to each of the plurality of piezoelectric elements, which causes a problem that the voltage control becomes complicated.

また、従来の超音波アクチュエータでは、弾性振動体12を支持する支持部材13に加えて、弾性振動体12をロータ20に押し付けるばね14や押当板15などといった予圧機構が必要となる。特に、予圧機構は、弾性振動体12の歪みには直接的には関係しない部品であるにも関わらず、それ以外の部分と同等のスペースを占めてしまっており、超音波アクチュエータの小型化におけるネックとなってしまっている。   Further, in the conventional ultrasonic actuator, in addition to the support member 13 that supports the elastic vibrating body 12, a preload mechanism such as a spring 14 that presses the elastic vibrating body 12 against the rotor 20 and a pressing plate 15 is required. In particular, although the preload mechanism is a component that is not directly related to the distortion of the elastic vibrating body 12, it occupies the same space as the other portions, and the ultrasonic actuator is downsized. It has become a neck.

以上のようなことから、超音波アクチュエータが備えられた光学シャッタを携帯電話用の撮影装置に搭載するためには、超音波アクチュエータのさらなる小型化や、電圧制御の簡略化などが要求される。   From the above, in order to mount an optical shutter equipped with an ultrasonic actuator in a photographing device for a mobile phone, further miniaturization of the ultrasonic actuator, simplification of voltage control, and the like are required.

本発明は、上記事情に鑑み、携帯電話などにも搭載することができる小型のシャッタ装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a small shutter device that can be mounted on a mobile phone or the like.

上記目的を達成する本発明のシャッタ装置は、シャッタ開口が形成された開口板と、
駆動力を受けてシャッタ開口を開閉するシャッタ羽根と、
回転によりシャッタ羽根を駆動するロータと、
ロータに作用してロータを回転させる超音波アクチュエータとを備え、
上記超音波アクチュエータが、ロータに一端が接し途中に折れ曲がった角部を有しさらに延在して他端側が開口板に対し固定された振動子を備え、角部の劣角側にシャッタ開口が位置する姿勢に配備されたものであることを特徴とする。
The shutter device of the present invention that achieves the above object includes an aperture plate in which a shutter aperture is formed,
A shutter blade that opens and closes the shutter opening in response to a driving force;
A rotor that drives the shutter blades by rotation;
An ultrasonic actuator that acts on the rotor and rotates the rotor,
The ultrasonic actuator includes a vibrator that has a corner portion that is bent at one end in contact with the rotor, extends further, and is fixed to the opening plate at the other end side. It is characterized by being deployed in a position.

本発明のシャッタ装置によると、振動子の開口板に対して固定された側の端(他端側)によって超音波アクチュエータが支持され、その固定された側の端(他端側)と角部との間の部分の弾性によって、ロータと接触する側の端(一端側)がロータに押し付けられる。このため、図1に示す支持部材13や、ばね14や押当板15といった予圧機構が不要となり、超音波アクチュエータを小型化することができる。さらに、本発明のシャッタ装置は、超音波アクチュエータが折れ曲がった角部を有しており、その角部の劣角側に空いたスペースでシャッタ羽根が駆動されるため、超音波アクチュエータにシャッタ羽根などを取り付けてもシャッタ装置が大型化せず、携帯電話などにも搭載することができる。   According to the shutter device of the present invention, the ultrasonic actuator is supported by the end (the other end side) fixed to the aperture plate of the vibrator, and the fixed side end (the other end side) and the corner portion. The end (one end side) in contact with the rotor is pressed against the rotor by the elasticity of the portion between them. For this reason, the preload mechanism such as the support member 13 shown in FIG. 1, the spring 14, and the pressing plate 15 is not necessary, and the ultrasonic actuator can be miniaturized. Furthermore, in the shutter device of the present invention, the ultrasonic actuator has a bent corner portion, and the shutter blade is driven in a space vacant on the inferior angle side of the corner portion. Even if the shutter is attached, the shutter device does not increase in size and can be mounted on a mobile phone or the like.

また、本発明のシャッタ装置において、上記振動子が板状のものであって、
上記超音波アクチュエータが、さらに、振動子の、上記一端と上記角部との間の一部分と接触し、交流電圧の印加を受けて振動して振動を振動子に伝える圧電素子を備えたことが好ましい。
In the shutter device of the present invention, the vibrator is plate-shaped,
The ultrasonic actuator further includes a piezoelectric element that is in contact with a part of the vibrator between the one end and the corner portion, vibrates upon application of an AC voltage, and transmits the vibration to the vibrator. preferable.

本発明のシャッタ装置によると、圧電素子に交流電圧が印加されると、振動子が交流電圧の位相に応じた方向に歪んで、その歪みの一部の方向が角部で変換され、それら複数方向の歪みが結合されてロータに伝達される。したがって、圧電素子に単相の交流電圧を印加するだけで、上述した結合振動を実現することができ、電圧制御を簡略化することができる。   According to the shutter device of the present invention, when an AC voltage is applied to the piezoelectric element, the vibrator is distorted in a direction corresponding to the phase of the AC voltage, and the direction of a part of the distortion is converted at the corners. Directional distortions are combined and transmitted to the rotor. Therefore, the coupling vibration described above can be realized by simply applying a single-phase AC voltage to the piezoelectric element, and voltage control can be simplified.

また、本発明のシャッタ装置において、上記圧電素子が、振動子の、上記一端と上記角部との間の一部分を挟んで複数設けられたことが好ましい。   In the shutter device of the present invention, it is preferable that a plurality of the piezoelectric elements are provided across a portion of the vibrator between the one end and the corner portion.

圧電素子が振動子を挟んで複数設けられることによって、装置の大型化を抑えて、振動子を大きく歪ませることができ、シャッタ羽根を高速に駆動することができる。   By providing a plurality of piezoelectric elements with the vibrator interposed therebetween, the enlargement of the apparatus can be suppressed, the vibrator can be greatly distorted, and the shutter blades can be driven at high speed.

また、本発明のシャッタ装置は、振動子が金属板であって、複数の圧電素子それぞれの一方の電極を兼ねるものであることが好適である。   In the shutter device of the present invention, it is preferable that the vibrator is a metal plate and also serves as one electrode of each of the plurality of piezoelectric elements.

本発明の好適なシャッタ装置によると、振動子が圧電素子に電圧を印加する電極を兼ねるため、装置全体を小型化することができる。   According to the preferred shutter device of the present invention, the vibrator also serves as an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element, so that the entire device can be reduced in size.

また、本発明のシャッタ装置は、振動子の、上記一端側の一部分が、その一部分を除く部分よりも狭幅に形成されてなることが好ましい。   In the shutter device of the present invention, it is preferable that a part of the vibrator on the one end side is formed to be narrower than a part excluding the part.

振動子の、ロータと接触する側の一部分が狭幅に形成されることによって、振動子の歪みが効率よくロータに伝達され、シャッタ羽根を確実に駆動することができる。   By forming a portion of the vibrator on the side in contact with the rotor to be narrow, distortion of the vibrator is efficiently transmitted to the rotor, and the shutter blades can be reliably driven.

本発明によれば、携帯電話などにもシャッタ装置を搭載することができる。   According to the present invention, a shutter device can be mounted on a mobile phone or the like.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明のシャッタ装置の説明に先立って、本発明のシャッタ装置に適用される超音波アクチュエータについて詳しく説明する。   First, prior to the description of the shutter device of the present invention, the ultrasonic actuator applied to the shutter device of the present invention will be described in detail.

図3は、本発明のシャッタ装置に適用される超音波アクチュエータの一例を示す概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an ultrasonic actuator applied to the shutter device of the present invention.

図3に示すように、超音波アクチュエータ100には、交流電圧の印加を受けて振動する2枚の圧電素子110と、圧電素子110に交流電圧を印加するための電極111と、角部120aでL字形に折れ曲がり、上足121がロータ100Aと接触し、下足122が固定された振動板120とが備えられている。超音波アクチュエータ100は、本発明にいう超音波アクチュエータの一例に相当する。また、振動板120は、本発明にいう振動子の一例にあたり、ロータ100Aは、本発明にいうロータの一例にあたり、圧電素子110は、本発明にいう圧電素子の一例に相当する。   As shown in FIG. 3, the ultrasonic actuator 100 includes two piezoelectric elements 110 that vibrate upon application of an alternating voltage, an electrode 111 for applying an alternating voltage to the piezoelectric element 110, and a corner 120a. A diaphragm 120 is provided that is bent in an L shape, the upper leg 121 is in contact with the rotor 100A, and the lower leg 122 is fixed. The ultrasonic actuator 100 corresponds to an example of the ultrasonic actuator referred to in the present invention. The diaphragm 120 corresponds to an example of a vibrator according to the present invention, the rotor 100A corresponds to an example of a rotor according to the present invention, and the piezoelectric element 110 corresponds to an example of a piezoelectric element according to the present invention.

図4は、超音波アクチュエータ100の拡大図であり、図5は、圧電素子110の分極方向を示す図である。   FIG. 4 is an enlarged view of the ultrasonic actuator 100, and FIG. 5 is a diagram showing the polarization direction of the piezoelectric element 110.

本実施形態においては、振動板120は、ステンレス(例えば、SUS304)で構成されており、圧電素子110は、圧電セラミクス(例えば、PZT)で構成されている。尚、これら振動板120や圧電素子110を構成する材料は、これらには限らない。   In the present embodiment, the diaphragm 120 is made of stainless steel (for example, SUS304), and the piezoelectric element 110 is made of piezoelectric ceramics (for example, PZT). The materials constituting the diaphragm 120 and the piezoelectric element 110 are not limited to these.

振動板120は、上足121の、ロータ100Aと接触する接触部分121aが狭幅に形成されている。また、2枚の圧電素子110は、振動板120の上足121を挟んで配置されており、金属製の振動板120が、圧電素子110の振動を受けて歪む振動体と、2枚の圧電素子110に備えられた2つの電極111それぞれに対する対向電極とを兼ねている。このように、振動板120が、振動体と対向電極とを兼ねることによって、超音波アクチュエータ100を小型化することができる。   In the diaphragm 120, a contact portion 121a of the upper leg 121 that comes into contact with the rotor 100A is formed with a narrow width. In addition, the two piezoelectric elements 110 are disposed with the upper leg 121 of the vibration plate 120 interposed therebetween, and the vibration plate made of metal is distorted by the vibration of the piezoelectric element 110 and the two piezoelectric elements. It also serves as a counter electrode for each of the two electrodes 111 provided in the element 110. As described above, the diaphragm 120 serves as both a vibrating body and a counter electrode, whereby the ultrasonic actuator 100 can be reduced in size.

図5に示すように、2枚の圧電素子110は、厚さ方向(矢印C、矢印C´)にそれぞれ分極されており、それら2枚の圧電素子110に、同じ位相、同じ大きさ、同じ周波数の交流電圧が印加される。   As shown in FIG. 5, the two piezoelectric elements 110 are polarized in the thickness direction (arrow C, arrow C ′), and the two piezoelectric elements 110 have the same phase, the same size, and the same. An alternating voltage of frequency is applied.

図6および図7は、振動板120に発生する歪みの方向を示す図である。   6 and 7 are diagrams showing directions of distortion generated in the diaphragm 120. FIG.

2枚の圧電素子110に交流電圧が印加されると、圧電素子110が励振し、振動板120の上足121に歪みが発生する。振動板120の上足121は、下足122の弾性によって図3に示すロータ100Aに押し付けられており、振動板120で発生した歪みは確実にロータ100Aに伝達される。このように、振動板120をL字に折り曲げることによって、圧電素子110を支持する支持部材や、振動板120をロータ100Aに押し付ける予圧機構が不要となり、部品数を減少させて製造コストを抑えることができるとともに、超音波アクチュエータ100を大幅に小型化することができる。   When an AC voltage is applied to the two piezoelectric elements 110, the piezoelectric elements 110 are excited and distortion occurs in the upper leg 121 of the diaphragm 120. The upper leg 121 of the diaphragm 120 is pressed against the rotor 100A shown in FIG. 3 by the elasticity of the lower leg 122, and the distortion generated in the diaphragm 120 is reliably transmitted to the rotor 100A. In this way, by bending the diaphragm 120 into an L shape, a support member that supports the piezoelectric element 110 and a preload mechanism that presses the diaphragm 120 against the rotor 100A become unnecessary, thereby reducing the number of parts and suppressing manufacturing costs. In addition, the ultrasonic actuator 100 can be significantly downsized.

また、上足121で発生した歪みの一部は、角部120aによって方向が変換される。その結果、振動板120には、複数方向の歪みが発生し、それら複数方向の歪みが結合されてロータ100Aに伝達される。尚、図6および図7に示す振動板120の振動モードの次数は一例であり、振動板120の長さを変えることなどによって調整することができる。   In addition, the direction of a part of the distortion generated in the upper leg 121 is changed by the corner portion 120a. As a result, distortion in a plurality of directions is generated in the diaphragm 120, and the distortions in the plurality of directions are combined and transmitted to the rotor 100A. The order of the vibration mode of the diaphragm 120 shown in FIGS. 6 and 7 is an example, and can be adjusted by changing the length of the diaphragm 120.

図8は、振動板120の共振周波数を示すグラフである。   FIG. 8 is a graph showing the resonance frequency of the diaphragm 120.

図8は、横軸が振動板120の上足121の長さXを示し、縦軸が振動板120の共振周波数を示している。   In FIG. 8, the horizontal axis indicates the length X of the upper leg 121 of the diaphragm 120, and the vertical axis indicates the resonance frequency of the diaphragm 120.

超音波アクチュエータ100は、図1および図2に示す従来の超音波アクチュエータ10と比較して、振動板120がL字形状に折れ曲がっていることによって形状の対称性が失われており、縦振動が発生すると、その縦振動の一部が屈曲振動に変換され、逆に、屈曲振動が発生すると、その屈曲振動の一部が縦振動に変換される。このように、超音波アクチュエータ100では、常に2つの振動が混在している。   Compared with the conventional ultrasonic actuator 10 shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic actuator 100 loses the symmetry of the shape because the diaphragm 120 is bent in an L shape, and longitudinal vibration is not generated. When the vibration occurs, a part of the longitudinal vibration is converted into a bending vibration. Conversely, when the bending vibration occurs, a part of the bending vibration is converted into the longitudinal vibration. Thus, in the ultrasonic actuator 100, two vibrations are always mixed.

図8に示すように、本実施形態の超音波アクチュエータ100では、縦振動(L−mode)の共振周波数と、屈曲振動(B−mode)の共振周波数とが一致することはなく、それら2つの振動の共振周波数が近づく領域Rにおいて、縦振動のグラフ上で屈曲振動のグラフに最も近づくときの最近共振周波数fLowと、屈曲振動のグラフ上で縦振動のグラフに最も近づくときの最近共振周波数fHighとが存在する。 As shown in FIG. 8, in the ultrasonic actuator 100 of this embodiment, the resonance frequency of the longitudinal vibration (L-mode) and the resonance frequency of the bending vibration (B-mode) do not coincide with each other. In the region R where the resonance frequency of vibration approaches, the nearest resonance frequency f Low when closest to the bending vibration graph on the longitudinal vibration graph and the nearest resonance frequency when closest to the longitudinal vibration graph on the bending vibration graph f High .

例えば、2枚の圧電素子110に、図8に示す縦振動(L−mode)のグラフ上の最近共振周波数fLowを有する交流電圧が印加されると、振動板120は、主に伸縮方向に歪んで縦振動(L−mode)を発生し、その縦振動が角部120aで曲げ方向の歪みに変換されて、屈曲振動(B−mode)が発生する。これら縦振動と屈曲振動が振動板120の先端部121で結合され、図6に示すように、振動板120の伸縮に振動板120自体の屈曲も加わった合力Tによってロータ100Aが回転される。 For example, when an alternating voltage having the latest resonance frequency f Low on the longitudinal vibration (L-mode) graph shown in FIG. 8 is applied to the two piezoelectric elements 110, the diaphragm 120 is mainly expanded and contracted. It is distorted to generate a longitudinal vibration (L-mode), and the longitudinal vibration is converted into a distortion in the bending direction at the corner portion 120a to generate a bending vibration (B-mode). The longitudinal vibration and the bending vibration are coupled at the front end portion 121 of the diaphragm 120, and the rotor 100A is rotated by the resultant force T in which the expansion and contraction of the diaphragm 120 is added to the expansion and contraction of the diaphragm 120 as shown in FIG.

また、2枚の圧電素子110に、図8に示す屈曲振動(B−mode)のグラフ上の最近共振周波数fHighを有する交流電圧が印加されると、振動板120は、主に曲げ方向に歪んで屈曲振動(B−mode)を発生し、その屈曲振動が角部120aで伸縮方向の歪みに変換されて、縦振動(L−mode)が発生する。これら縦振動と屈曲振動が振動板120の先端部121で結合されることにより、図7に示すように、図6とは逆方向の合力T´によってロータ100Aが回転される。 When an alternating voltage having the latest resonance frequency f High on the bending vibration (B-mode) graph shown in FIG. 8 is applied to the two piezoelectric elements 110, the diaphragm 120 is mainly bent in the bending direction. The bending vibration (B-mode) is distorted and the bending vibration is converted into the distortion in the expansion / contraction direction at the corner 120a to generate the longitudinal vibration (L-mode). By combining these longitudinal vibration and bending vibration at the tip 121 of the diaphragm 120, as shown in FIG. 7, the rotor 100A is rotated by the resultant force T ′ in the direction opposite to that in FIG.

図9は、ロータ100Aを正方向に回転させる動作原理を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an operation principle of rotating the rotor 100A in the forward direction.

例えば、最近共振周波数fLowを有する交流電圧を印加して圧電素子110を振動させると、振動板120の歪みの振幅は徐々に大きくなる。振動板120の曲げ変位が上方向に最大、伸縮変位が0に近づくと、振動板120の接触部分121aがロータ100Aと接触する(図9のステップS11)。このとき、伸縮速度が伸び方向に最大となる。 For example, when an alternating voltage having a resonance frequency f Low is recently applied to vibrate the piezoelectric element 110, the amplitude of distortion of the diaphragm 120 gradually increases. When the bending displacement of the diaphragm 120 is maximum in the upward direction and the expansion / contraction displacement approaches 0, the contact portion 121a of the diaphragm 120 comes into contact with the rotor 100A (step S11 in FIG. 9). At this time, the expansion / contraction speed becomes maximum in the extension direction.

続いて、振動板120が伸び、接触部分121aがロータ100Aの外周を突っつくことにより、ロータ100Aに回転トルクを与える。その結果、ロータ100Aが矢印M方向に回転する(図9のステップS12)。このとき、伸縮変位が最大、曲げ変位が0付近、下向きの速度が最大となる。   Subsequently, the diaphragm 120 extends, and the contact portion 121a strikes the outer periphery of the rotor 100A, thereby giving rotational torque to the rotor 100A. As a result, the rotor 100A rotates in the arrow M direction (step S12 in FIG. 9). At this time, the expansion / contraction displacement is maximum, the bending displacement is near 0, and the downward speed is maximum.

振動板120が最大に伸びると、振動板120は縮む方向に変位するが、下向きの曲げ変位が生じており、接触部分121aはロータ100Aから離れる。(図9のステップS13)。このとき、伸縮変位が0、曲げ変位が下方向に最大、縮み方向の速度が最大となる。   When the diaphragm 120 is extended to the maximum, the diaphragm 120 is displaced in a contracting direction, but a downward bending displacement is generated, and the contact portion 121a is separated from the rotor 100A. (Step S13 in FIG. 9). At this time, the expansion / contraction displacement is 0, the bending displacement is maximum in the downward direction, and the speed in the contraction direction is maximum.

振動板120が最も縮んだ状態では、振動板120はステップS11とは逆方向に伸縮しているが、接触部分121aはロータ100Aから離れているため、接触部分121aがロータ100Aの回転を妨げず、ロータ100Aは慣性で回転し続ける(図9のステップS14)。   In the state where diaphragm 120 is most contracted, diaphragm 120 expands and contracts in the direction opposite to that in step S11, but contact portion 121a is away from rotor 100A, so contact portion 121a does not hinder the rotation of rotor 100A. The rotor 100A continues to rotate with inertia (step S14 in FIG. 9).

以上のようにして、ロータ100Aが正方向(矢印M方向)に回転される。   As described above, the rotor 100A is rotated in the forward direction (the direction of the arrow M).

図10は、ロータ100Aを副方向に回転させる動作原理を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating an operation principle of rotating the rotor 100A in the sub direction.

図9とは逆に、最近共振周波数fHighを有する交流電圧を印加して圧電素子110を振動させると、振動板120の伸縮変位が伸び方向に最大のときは、曲げ変位によって振動板120の接触部分121aがロータ100Aとは接触しない(図10のステップS21)。このとき、伸縮方向の変位が最大、曲げ変位が0付近、上向きの速度が最大となる。 Contrary to FIG. 9, when an AC voltage having a resonance frequency f High is applied recently to vibrate the piezoelectric element 110, when the expansion / contraction displacement of the vibration plate 120 is maximum in the extension direction, The contact portion 121a does not contact the rotor 100A (step S21 in FIG. 10). At this time, the displacement in the expansion / contraction direction is maximum, the bending displacement is near 0, and the upward speed is maximum.

続いて、振動板120が縮み、接触部分121aがロータ100Aの外周を手招きするようにこすることにより、ロータ100Aに回転トルクを与える。その結果、ロータ100Aが矢印M´方向に回転する(図10のステップS22)。このとき、伸縮変位が0、屈曲変位が0、縮み方向の速度が最大となる。   Subsequently, the diaphragm 120 contracts, and the contact portion 121a rubs around the outer periphery of the rotor 100A, thereby giving rotational torque to the rotor 100A. As a result, the rotor 100A rotates in the direction of the arrow M ′ (step S22 in FIG. 10). At this time, the expansion / contraction displacement is 0, the bending displacement is 0, and the speed in the contraction direction is maximum.

曲げ方向の変位が上方向に最大となるときには、伸縮変位が最小となり、接触部分121aはロータ100Aから離れる。(図10のステップS23)。このとき、伸縮変位は最小、屈曲変位は上方向に最大となる。   When the displacement in the bending direction is maximum in the upward direction, the expansion / contraction displacement is minimum, and the contact portion 121a is separated from the rotor 100A. (Step S23 in FIG. 10). At this time, the expansion / contraction displacement is minimum, and the bending displacement is maximum in the upward direction.

曲げ方向の変位が下方向に最大となるときには、伸縮変位が最大に近づくが、接触部分121aはロータ100Aから離れているため、接触部分121aがロータ100Aの回転を妨げず、ロータ100Aは慣性で回転し続ける(図10のステップS24)。   When the displacement in the bending direction is maximized in the downward direction, the expansion / contraction displacement approaches the maximum. However, since the contact portion 121a is separated from the rotor 100A, the contact portion 121a does not hinder the rotation of the rotor 100A, and the rotor 100A is inertial. The rotation continues (step S24 in FIG. 10).

以上のようにして、ロータ100Aが副方向(矢印M´方向)に回転される。   As described above, the rotor 100A is rotated in the sub direction (arrow M ′ direction).

このように、超音波アクチュエータ100によると、2枚の圧電素子110それぞれに同じ交流電圧(大きさ、位相、周波数)を単純に印加するだけで、振動板120に屈曲振動と縦振動との両方が発生するため、簡略な電圧制御でロータ100Aを高速に回転させることができる。また、圧電素子110に印加する交流電圧の周波数を2つの最近共振周波数fHigh、fLowに切り替えることによってロータ100Aの回転方向を変えることができ、ロータ100Aを効率よく回転させることができる。 As described above, according to the ultrasonic actuator 100, both the bending vibration and the longitudinal vibration are applied to the diaphragm 120 by simply applying the same AC voltage (magnitude, phase, frequency) to each of the two piezoelectric elements 110. Therefore, the rotor 100A can be rotated at high speed with simple voltage control. Further, the rotation direction of the rotor 100A can be changed by switching the frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric element 110 to the two nearest resonance frequencies f High and f Low , and the rotor 100A can be efficiently rotated.

続いて、上述したような超音波アクチュエータが備えられた、本発明のシャッタ装置の一実施形態について説明する。   Subsequently, an embodiment of the shutter device of the present invention provided with the ultrasonic actuator as described above will be described.

図11は、本発明のシャッタ装置の一実施形態の外観斜視図である。   FIG. 11 is an external perspective view of an embodiment of the shutter device of the present invention.

シャッタ装置200は、携帯電話用の撮影装置などに搭載される小型の光学シャッタであり、ケース210の内側に、シャッタ羽根や、シャッタ羽根を駆動する超音波アクチュエータなどが配備されている。また、シャッタ装置200には、前面から背面まで貫通するシャッタ開口200aが穿たれており、シャッタ開口200aを背面側から塞ぐように、撮影装置のCCD(図示しない)やMOSなどが取り付けられる。シャッタ開口200aは、本発明にいうシャッタ開口の一例に相当する。   The shutter device 200 is a small optical shutter that is mounted on a photographing device for a mobile phone, and a shutter blade, an ultrasonic actuator that drives the shutter blade, and the like are provided inside the case 210. The shutter device 200 has a shutter opening 200a penetrating from the front surface to the back surface, and a CCD (not shown), a MOS, or the like of the photographing device is attached so as to close the shutter opening 200a from the back surface side. The shutter opening 200a corresponds to an example of the shutter opening according to the present invention.

図12は、シャッタ装置200の概略構成図である。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the shutter device 200.

図12に示すように、シャッタ装置200は、ケース210の内側に、図3に示す超音波アクチュエータ100と同様の構成を有するL字型の超音波アクチュエータ310と、超音波アクチュエータ310によって回転されるロータ320とが配備されている。ケース210には、開口210aを取り囲む支持枠211が設けられており、超音波アクチュエータ310は、L字の内側に支持枠211が位置するように配置されている。   As shown in FIG. 12, the shutter device 200 is rotated inside the case 210 by an L-shaped ultrasonic actuator 310 having the same configuration as the ultrasonic actuator 100 shown in FIG. 3 and the ultrasonic actuator 310. A rotor 320 is provided. The case 210 is provided with a support frame 211 that surrounds the opening 210a, and the ultrasonic actuator 310 is disposed so that the support frame 211 is positioned inside the L-shape.

図13はシャッタ装置200の分解斜視図であり、図14は、シャッタ装置200の側面の断面図である。図13および図14では、図の左側から被写体光Lが入射されるものとして、図の左側を前、図の右側を後と称して説明する。   FIG. 13 is an exploded perspective view of the shutter device 200, and FIG. 14 is a side sectional view of the shutter device 200. In FIGS. 13 and 14, it is assumed that the subject light L is incident from the left side of the figure, and the left side of the figure is referred to as the front and the right side of the figure is referred to as the rear.

シャッタ装置200は、被写体光Lが入射される前方から順に、羽根押え板214、シャッタ羽根330、羽根地板213、ケース210、ロータ320、超音波アクチュエータ310、および蓋212が配置されて構成されている。シャッタ羽根330は、本発明にいうシャッタ羽根の一例にあたり、羽根地板213および羽根押え板214を合わせたものは、本発明にいう開口板の一例に相当する。   The shutter device 200 includes a blade pressing plate 214, a shutter blade 330, a blade base plate 213, a case 210, a rotor 320, an ultrasonic actuator 310, and a lid 212 in order from the front where the subject light L is incident. Yes. The shutter blade 330 is an example of the shutter blade according to the present invention, and the combination of the blade base plate 213 and the blade presser plate 214 corresponds to an example of the opening plate according to the present invention.

ロータ320には、シャッタ羽根330を駆動するための駆動ピン321が設けられており、ケース210には、被写体光Lが通過する開口210a、ロータ320の駆動ピン321が嵌入される駆動溝210b、シャッタ羽根330の回転中心となる中心ボス210c、および羽根地板213と羽根押え板214とを固定するための固定ボス210dが設けられている。   The rotor 320 is provided with a drive pin 321 for driving the shutter blade 330. The case 210 has an opening 210a through which the subject light L passes, a drive groove 210b into which the drive pin 321 of the rotor 320 is fitted, A center boss 210c that is the rotation center of the shutter blade 330 and a fixing boss 210d for fixing the blade base plate 213 and the blade presser plate 214 are provided.

まず、ケース210に超音波アクチュエータ310の下足312が固定され、超音波アクチュエータ310の上足311がロータ320に接触するように、ロータ320がケース210と蓋212との間に軸支される。   First, the lower leg 312 of the ultrasonic actuator 310 is fixed to the case 210, and the rotor 320 is pivotally supported between the case 210 and the lid 212 so that the upper leg 311 of the ultrasonic actuator 310 contacts the rotor 320. .

続いて、羽根地板213と羽根押え板214それぞれに穿たれた固定孔213d、214dにケース210の固定ボス210dが嵌め込まれることにより、羽根地板213と羽根押え板214とがケース210に対して固定される。その結果、羽根押え板214、羽根地板213、ケース210、蓋212それぞれに穿たれた開口214a、213a、210a、212aによって、後部分202のシャッタ開口200aが形成される。   Subsequently, the fixing boss 210d of the case 210 is fitted into the fixing holes 213d and 214d formed in the blade base plate 213 and the blade presser plate 214, respectively, so that the blade base plate 213 and the blade presser plate 214 are fixed to the case 210. Is done. As a result, the shutter opening 200a of the rear portion 202 is formed by the openings 214a, 213a, 210a, and 212a formed in the blade pressing plate 214, the blade base plate 213, the case 210, and the lid 212, respectively.

また、ケース210の中心ボス210cが、羽根地板213とシャッタ羽根330と羽根押え板214それぞれに穿たれた中心孔213c,330c,214cに嵌め込まれ、ロータ320の駆動ピン321が、ケース210cと羽根地板213と羽根押え板214それぞれに穿たれた駆動溝210b,213b,214b、およびシャッタ羽根330に穿たれた契合溝330bに嵌入される。シャッタ羽根330は、羽根地板213と羽根押え板214との間の隙間で、中心ボス210cを中心に回動自在に支持される。   Further, the center boss 210c of the case 210 is fitted into the center holes 213c, 330c, and 214c formed in the blade base plate 213, the shutter blade 330, and the blade presser plate 214, respectively, and the drive pin 321 of the rotor 320 is connected to the case 210c and the blade. The driving grooves 210b, 213b, and 214b formed in the base plate 213 and the blade pressing plate 214, respectively, and the engagement groove 330b formed in the shutter blade 330 are fitted. The shutter blade 330 is supported by a gap between the blade base plate 213 and the blade pressing plate 214 so as to be rotatable around the central boss 210c.

シャッタ開口200aは、以下のように開閉される。尚、ここでは、ロータ320が副方向に回転することによって、シャッタ羽根330はシャッタ開口200aを開く方向に移動するものとして説明する。   The shutter opening 200a is opened and closed as follows. Here, it is assumed that the shutter blade 330 moves in the direction to open the shutter opening 200a when the rotor 320 rotates in the sub direction.

例えば、携帯電話のユーザによってスルー画像の表示が指示されると、携帯電話のCPUによって、超音波アクチュエータ310の圧電素子110(図3参照)に交流電圧が印加され、ロータ320が副方向に回転される。ロータ320の回転に伴い、ロータ320に固定された駆動ピン321が駆動溝210b,213b,214bに沿って回動され、シャッタ羽根330の契合溝330dと契合してシャッタ羽根330を下向きに移動させる。その結果、シャッタ羽根330がシャッタ開口200aを妨げない位置(開放位置)に回避される。   For example, when the display of a through image is instructed by the user of the mobile phone, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 110 (see FIG. 3) of the ultrasonic actuator 310 by the CPU of the mobile phone, and the rotor 320 rotates in the sub direction. Is done. As the rotor 320 rotates, the drive pin 321 fixed to the rotor 320 is rotated along the drive grooves 210b, 213b, and 214b, and engages with the engagement groove 330d of the shutter blade 330 to move the shutter blade 330 downward. . As a result, the shutter blade 330 is avoided in a position (open position) that does not interfere with the shutter opening 200a.

被写体光Lは、羽根押え板214、羽根地板213、ケース210、蓋212それぞれに穿たれた開口214a、213a、210a、212aを通過して、蓋212の背面に設けられたCCD(図示しない)上に結像される。   The subject light L passes through openings 214a, 213a, 210a, and 212a formed in the blade pressing plate 214, the blade base plate 213, the case 210, and the lid 212, respectively, and a CCD (not shown) provided on the back surface of the lid 212. Imaged on top.

CCDでは、受光量に応じた電荷が蓄電され、所定のタイミングごとに、蓄電された電荷がアナログの被写体信号に変換される。被写体信号は、粗く読み取られて低解像度スルー画像を表わすスルー画像データが生成され、携帯電話のCPUに送られることにより、携帯電話の表示画面上にスルー画像が表示される。   In the CCD, charges corresponding to the amount of received light are stored, and the stored charges are converted into analog subject signals at predetermined timings. The subject signal is roughly read to generate through-image data representing a low-resolution through-image, and is sent to the CPU of the mobile phone so that the through-image is displayed on the display screen of the mobile phone.

このように、スルー画像は、シャッタ開口200aが開かれたままの状態で生成されているため、蓄電された電荷が被写体信号に変換されている間にもCCDでは受光が行われており、その漏れた光によって白筋などの画像欠陥が生じてしまうことがある。このため、実際に撮影画像が取得される際には、シャッタ羽根330によってシャッタ開口200aが閉じられる。   Thus, since the through image is generated with the shutter opening 200a being opened, the CCD receives light while the stored charge is converted into the subject signal. Leaked light may cause image defects such as white streaks. For this reason, when the captured image is actually acquired, the shutter opening 200 a is closed by the shutter blade 330.

携帯電話のユーザによって撮影スイッチが押されて、被写体の撮影が指示されると、携帯電話のCPUによって、超音波アクチュエータ310の圧電素子110(図3参照)に交流電圧が印加され、ロータ320はシャッタ開放時とは逆の正方向に回転されて、ロータ320に固定された駆動ピン321がシャッタ羽根330を上向きに移動させる。その結果、シャッタ羽根330が後部分202のシャッタ開口200aを塞ぐ位置(遮光位置)に移動される。本実施形態においては、ロータ320は、駆動ピン321と、ケース210cと羽根地板213と羽根押え板214とに穿たれた駆動溝210b,213b,214bによって回転角度が規制されており、シャッタ羽根330は、超音波アクチュエータ310のL字の内側を、上述した回避位置と遮光位置との間で移動される。   When the photographing switch is pressed by the user of the cellular phone and the photographing of the subject is instructed, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 110 (see FIG. 3) of the ultrasonic actuator 310 by the cellular phone CPU, and the rotor 320 The driving pin 321 fixed to the rotor 320 is rotated in the forward direction opposite to that when the shutter is opened, and moves the shutter blade 330 upward. As a result, the shutter blade 330 is moved to a position (a light shielding position) that closes the shutter opening 200a of the rear portion 202. In the present embodiment, the rotation angle of the rotor 320 is restricted by the drive pins 321, the case 210 c, the blade base plate 213, and the drive grooves 210 b, 213 b, and 214 b formed in the blade retainer plate 214. Is moved inside the L-shape of the ultrasonic actuator 310 between the avoidance position and the light shielding position described above.

CCDでは、撮影スイッチが押されてからシャッタ開口200aが塞がれるまでの間に、受光量に応じた電荷が蓄電され、蓄電された電荷が被写体信号に変換される。変換された被写体信号は、細かく読み取られて高解像度な撮影画像を表わす撮影画像データが生成され、生成された撮影画像データが携帯電話のCPUに送られる。   In the CCD, the charge corresponding to the amount of received light is stored between when the photographing switch is pressed and the shutter opening 200a is closed, and the stored charge is converted into a subject signal. The converted subject signal is finely read to generate captured image data representing a high-resolution captured image, and the generated captured image data is sent to the CPU of the mobile phone.

このように、撮影画像が生成される際には、シャッタ羽根330によってシャッタ開口200aが塞がれるため、CCDに光が漏れてしまって、撮影画像に画像欠陥が生じてしまう不具合を回避することができる。   As described above, when the captured image is generated, the shutter opening 200a is blocked by the shutter blade 330, so that light leaks to the CCD and an image defect occurs in the captured image. Can do.

また、本実施形態においては、小型化された超音波アクチュエータ310が適用されているうえ、図12に示すように、超音波アクチュエータ310のL字の内側に空いたスペースにシャッタ開口200aが設けられており、シャッタ装置200全体の大型化が軽減されている。さらに、超音波アクチュエータ310は、従来の電磁モータと比較して省電力であり、従来の超音波アクチュエータと比較して電圧制御が簡易であるため、携帯電話などの小型機器にもシャッタ装置200を搭載することができる。   In the present embodiment, a miniaturized ultrasonic actuator 310 is applied, and as shown in FIG. 12, a shutter opening 200a is provided in an empty space inside the L-shape of the ultrasonic actuator 310. Therefore, the enlargement of the entire shutter device 200 is reduced. Furthermore, since the ultrasonic actuator 310 is power saving compared to a conventional electromagnetic motor and voltage control is simpler than that of a conventional ultrasonic actuator, the shutter device 200 can be applied to a small device such as a mobile phone. Can be installed.

ここで、上記では、圧電を用いた超音波アクチュエータを備えた例について説明したが、本発明にいう超音波アクチュエータは、折れ曲がった形状を有する振動子を使ってロータを回転させることができるものであれば、高分子などを利用した超音波アクチュエータであってもよい。   Here, the example provided with the ultrasonic actuator using the piezoelectric is described above, but the ultrasonic actuator according to the present invention can rotate the rotor by using a vibrator having a bent shape. If there is, an ultrasonic actuator using a polymer or the like may be used.

また、上記では、2枚の圧電素子を備えた超音波アクチュエータを備えた例について説明したが、本発明にいう超音波アクチュエータは、3枚以上の圧電素子を備えた超音波アクチュエータであってもよく、また、1枚の圧電素子を備えた超音波アクチュエータであってもよい。   In the above description, an example in which an ultrasonic actuator having two piezoelectric elements is provided has been described. However, the ultrasonic actuator in the present invention may be an ultrasonic actuator having three or more piezoelectric elements. Alternatively, it may be an ultrasonic actuator provided with one piezoelectric element.

また、上記では、L字に曲がった超音波アクチュエータについて説明したが、本発明にいう超音波アクチュエータは、2つ以上の角を有するものであってもよい。   In the above description, the ultrasonic actuator bent in an L shape has been described. However, the ultrasonic actuator according to the present invention may have two or more corners.

また、上記では、圧電素子の電極を兼ねた金属製の振動板を備えた超音波アクチュエータについて説明したが、本発明にいう超音波アクチュエータは、例えば、プラスチック製の振動子を用いて、その振動子とは別に、圧電素子に電圧を印加するための電極を備えたものであってもよい。   In the above description, the ultrasonic actuator provided with the metal diaphragm that also serves as the electrode of the piezoelectric element has been described. However, the ultrasonic actuator according to the present invention uses, for example, a plastic vibrator to vibrate the vibration. Aside from the child, an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element may be provided.

また、上記では、本発明のシャッタ装置を携帯電話に搭載する例について説明したが、本発明のシャッタ装置は、小型のデジタルカメラなどに搭載されてもよい。   In the above description, an example in which the shutter device of the present invention is mounted on a mobile phone has been described. However, the shutter device of the present invention may be mounted on a small digital camera or the like.

圧電を用いた超音波アクチュエータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ultrasonic actuator using a piezoelectric material. 超音波アクチュエータの動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of operation of an ultrasonic actuator. 本発明のシャッタ装置に適用される超音波アクチュエータの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the ultrasonic actuator applied to the shutter apparatus of this invention. 図3に示す超音波アクチュエータの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the ultrasonic actuator shown in FIG. 3. 圧電素子の分極方向を示す図である。It is a figure which shows the polarization direction of a piezoelectric element. 振動板に発生する歪みの方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the distortion which generate | occur | produces in a diaphragm. 振動板に発生する歪みの方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the distortion which generate | occur | produces in a diaphragm. 振動板の共振周波数を示すグラフである。It is a graph which shows the resonant frequency of a diaphragm. ロータを正方向に回転させる動作原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of operation which rotates a rotor to a normal direction. ロータを副方向に回転させる動作原理を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement principle which rotates a rotor to a subdirection. 本発明のシャッタ装置の一実施形態の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of one Embodiment of the shutter apparatus of this invention. シャッタ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a shutter apparatus. シャッタ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a shutter apparatus. シャッタ装置の側面の断面図である。It is sectional drawing of the side surface of a shutter apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10,100,310 超音波アクチュエータ
11,110 圧電素子
12 弾性振動体
13 支持部材
14 ばね
16 押当板
20,100A,320 ロータ
111 電極
120 振動板
120a 角部
121 上足
122 下足
200 シャッタ装置
200a シャッタ開口
210 ケース
211 支持部
212 蓋
213 羽根地板
214 羽根押え板
330 シャッタ羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100,310 Ultrasonic actuator 11,110 Piezoelectric element 12 Elastic vibration body 13 Support member 14 Spring 16 Pushing plate 20,100A, 320 Rotor 111 Electrode 120 Diaphragm 120a Corner | angular part 121 Upper leg 122 Lower leg 200 Shutter apparatus 200a Shutter opening 210 Case 211 Support section 212 Lid 213 Blade base plate 214 Blade retainer plate 330 Shutter blade

Claims (5)

シャッタ開口が形成された開口板と、
駆動力を受けて前記シャッタ開口を開閉するシャッタ羽根と、
回転により前記シャッタ羽根を駆動するロータと、
前記ロータに作用して該ロータを回転させる超音波アクチュエータとを備え、
前記超音波アクチュエータが、前記ロータに一端が接し途中に折れ曲がった角部を有しさらに延在して他端側が開口板に対し固定された振動子を備え、該角部の劣角側に前記シャッタ開口が位置する姿勢に配備されたものであることを特徴とするシャッタ装置。
An aperture plate in which a shutter aperture is formed;
A shutter blade that opens and closes the shutter opening in response to a driving force;
A rotor for driving the shutter blades by rotation;
An ultrasonic actuator that acts on the rotor to rotate the rotor,
The ultrasonic actuator includes a vibrator having a corner portion with one end contacting the rotor and bent in the middle, and further extending and having the other end side fixed to the aperture plate, A shutter device provided in a posture in which a shutter opening is located.
前記振動子が板状のものであって、
前記超音波アクチュエータが、さらに、前記振動子の、前記一端と前記角部との間の一部分と接触し、交流電圧の印加を受けて振動して該振動を前記振動子に伝える圧電素子を備えたことを特徴とする請求項1記載のシャッタ装置。
The vibrator is plate-shaped,
The ultrasonic actuator further includes a piezoelectric element that contacts a part of the vibrator between the one end and the corner portion, vibrates upon application of an alternating voltage, and transmits the vibration to the vibrator. The shutter device according to claim 1.
前記圧電素子が、前記振動子の、前記一端と前記角部との間の一部分を挟んで複数設けられたことを特徴とする請求項2記載のシャッタ装置。   The shutter device according to claim 2, wherein a plurality of the piezoelectric elements are provided across a part of the vibrator between the one end and the corner portion. 前記振動子が金属板であって、複数の圧電素子それぞれの一方の電極を兼ねるものであることを特徴とする請求項3記載のシャッタ装置。   The shutter device according to claim 3, wherein the vibrator is a metal plate and serves as one electrode of each of the plurality of piezoelectric elements. 前記振動子の、前記一端側の一部分が、該一部分を除く部分よりも狭幅に形成されてなることを特徴とする請求項1記載のシャッタ装置。   The shutter device according to claim 1, wherein a part of the one end side of the vibrator is formed to be narrower than a part excluding the part.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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