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JP2008145894A - Imaging device, moving device, and piezoelectric bimorph actuator - Google Patents

Imaging device, moving device, and piezoelectric bimorph actuator Download PDF

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JP2008145894A
JP2008145894A JP2006335175A JP2006335175A JP2008145894A JP 2008145894 A JP2008145894 A JP 2008145894A JP 2006335175 A JP2006335175 A JP 2006335175A JP 2006335175 A JP2006335175 A JP 2006335175A JP 2008145894 A JP2008145894 A JP 2008145894A
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JP
Japan
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shaft
piezoelectric bimorph
lens
movable
bimorph actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006335175A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Kawaguchi
裕人 川口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】消費電力を極力抑えてレンズを移動することができる撮像装置などの提供。
【解決手段】手振れ補正機構200は、光学系の光軸をZ軸とし、レンズ112をX方向に移動するための第1の圧電バイモルフアクチュエータ210と、レンズ112をY方向に移動するための第2の圧電バイモルフアクチュエータ220とを有する。手振れ補正機構200は、例えば、コリオリ力を検出する振動子等を用いた角速度センサにより手振れを検出してその手振れを打ち消すようにレンズ112をX方向及びY方向に移動するものである。
【選択図】 図1
An imaging apparatus capable of moving a lens while minimizing power consumption is provided.
A camera shake correction mechanism includes a first piezoelectric bimorph actuator for moving a lens in an X direction and a first for moving a lens in a Y direction. 2 piezoelectric bimorph actuators 220. The camera shake correction mechanism 200 detects the camera shake by an angular velocity sensor using a vibrator or the like that detects Coriolis force and moves the lens 112 in the X direction and the Y direction so as to cancel the camera shake.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えばデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置、このような撮像装置に用いることができる移動装置及び圧電バイモルフアクチュエータに関する。   The present invention relates to an imaging device such as a digital camera or a video camera, a moving device that can be used in such an imaging device, and a piezoelectric bimorph actuator.

デジタルカメラなどに用いられる手振れ補正機構では、手振れを検出して、それを打ち消すようにレンズを移動させる必要がある。従来から、このようなレンズを移動させるためには、例えばボイスコイルモータが使われる(例えば、特許文献1参照。)。
特開特開2006−171694号公報(例えば、請求項1)
In a camera shake correction mechanism used in a digital camera or the like, it is necessary to detect a camera shake and move the lens so as to cancel it. Conventionally, in order to move such a lens, for example, a voice coil motor is used (see, for example, Patent Document 1).
JP, 2006-171694, A (for example, Claim 1)

ボイスコイルモータには、レンズの移動量に応じた電流が流されるために、消費電力が大きくなる。ボイスコイルモータの代わりに超音波モータを使うこともあるが、ボイスコイルモータと同様の問題ある。バッテリ駆動のこの種の機器においては、省電力化の要請が強いため、新たな技術の開発が要求されている。   Since a current corresponding to the movement amount of the lens flows through the voice coil motor, power consumption increases. Although an ultrasonic motor may be used instead of the voice coil motor, there are problems similar to those of the voice coil motor. In this type of battery-powered device, there is a strong demand for power saving, and therefore development of a new technology is required.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、消費電力を極力抑えてレンズを移動することができる撮像装置、このような撮像装置に用いることができ、消費電力を極力抑えて対象物を移動することができる移動装置及び圧電バイモルフアクチュエータを提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can move a lens while suppressing power consumption as much as possible, and can be used in such an imaging apparatus. An object of the present invention is to provide a moving device and a piezoelectric bimorph actuator that can move.

本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、この撮像素子に像を結像するためのレンズと、このレンズを移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータとを具備する。第1の圧電バイモルフアクチュエータは、手振れ補正のために、レンズをレンズの光軸と直交する第1の方向に移動させてもよく、またオートフォーカスのためにレンズをレンズの光軸の方向に移動させてもよい。   An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element, a lens for forming an image on the image pickup element, and a first piezoelectric bimorph actuator for moving the lens. The first piezoelectric bimorph actuator may move the lens in a first direction orthogonal to the optical axis of the lens for camera shake correction, and move the lens in the direction of the optical axis of the lens for autofocusing. You may let them.

本発明者らの知見によれば、例えば手振れの周波数は1Hz〜2Hz程度であり、つまり極めて低周波であり、ほぼDC成分に近い。圧電バイモルフアクチュエータは、電圧駆動タイプであるから、DCに対しては素子間の抵抗が大きく、消費電力は小さい。よって、レンズの移動に圧電バイモルフアクチュエータを用いることによって消費電力を極力抑えて手振れ補正を実行することができる。また、圧電バイモルフアクチュエータによるストロークは後述するように非常に小さいが、手振れ補正の量はこれに合致する程度よいことから、実用性が極めて高い。なお、オートフォーカスについてもこれと同様である。   According to the knowledge of the present inventors, for example, the frequency of camera shake is about 1 Hz to 2 Hz, that is, extremely low frequency, and is almost close to a DC component. Since the piezoelectric bimorph actuator is a voltage drive type, resistance between elements is large and power consumption is small with respect to DC. Therefore, by using the piezoelectric bimorph actuator for the movement of the lens, it is possible to perform the camera shake correction while suppressing the power consumption as much as possible. Further, although the stroke by the piezoelectric bimorph actuator is very small as will be described later, the amount of camera shake correction is good enough to match this, so that the practicality is extremely high. The same applies to autofocus.

本発明では、レンズ側に取付けられ、光軸及び第1の方向と直交する第2の方向に軸方向を有する第1の軸を有し、第1の圧電バイモルフアクチュエータは、第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、第1の圧電バイモルフ素子の先端部に取付けられ、第1の軸が係合し、光軸の方向が長径の長孔を有する第1の軸連結部材とを有するように構成してもよい。   In the present invention, the first piezoelectric bimorph actuator is attached to the lens side and has an optical axis and a first axis having an axial direction in a second direction orthogonal to the first direction. The first piezoelectric bimorph element of the cantilever type that can be displaced with respect to the first piezoelectric bimorph element is attached to the front end of the first piezoelectric bimorph element, the first axis engages, and the direction of the optical axis has a long hole with a long diameter. You may comprise so that it may have the 1st shaft connection member which has.

第1の軸が係合し、光軸の方向が長径の長孔を有する第1の軸連結部材が第1の圧電バイモルフ素子の先端部に取付けられているので、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子の回転運動を直線運動に変換することができる。   Since the first shaft coupling member, which is engaged with the first shaft and has a long hole having a long diameter in the direction of the optical axis, is attached to the tip of the first piezoelectric bimorph element, the structure is very simple. The rotational motion of the cantilever type piezoelectric bimorph element can be smoothly converted into linear motion.

本発明では、撮像装置が実装される部位に設けられた第1の方向に軸方向を有する第1の軸に対して第1の方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、第2の方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、レンズを保持するレンズ保持部と、第2の方向に移動可能に第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、第1の方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを有する。第1の圧電バイモルフアクチュエータは、第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、第2の方向に移動可能に第2の軸に係合する第3の軸連結部材とを有する。第2の圧電バイモルフアクチュエータは、第2の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、第1の方向に移動可能に第3の軸に係合する第4の軸連結部材とを有する。   In the present invention, a first shaft coupling member that is movably engaged in a first direction with respect to a first shaft that has an axial direction in a first direction provided in a part where the imaging device is mounted; A first holding member having a second shaft having an axial direction in the second direction, a lens holding portion for holding the lens, and a second engaging with the second shaft movably in the second direction And a second holding member having a third shaft having an axial direction in the first direction. The first piezoelectric bimorph actuator includes a first piezoelectric bimorph element of a cantilever type that can be displaced with respect to the first direction, and a third shaft that engages with the second shaft so as to be movable in the second direction. A shaft connecting member. The second piezoelectric bimorph actuator includes a second cantilever-type piezoelectric bimorph element that is displaceable with respect to the second direction, and a fourth shaft that engages with the third shaft so as to be movable in the first direction. A shaft connecting member.

このような構成により、2つの圧電バイモルフアクチュエータを用いてレンズを例えばX方向及びY方向に対してスムーズに移動させることできる。   With such a configuration, it is possible to smoothly move the lens in, for example, the X direction and the Y direction using two piezoelectric bimorph actuators.

ここで、第3の軸連結部材は、第2の方向に移動可能に第2の軸に係合する光軸の方向が長径の第1の長孔を有し、第4の軸連結部材は、第1の方向に移動可能に第3の軸に係合する光軸の方向が長径の第2の長孔を有するように構成してもよい。   Here, the third shaft connecting member has a first long hole having a long diameter in the direction of the optical axis that engages with the second shaft so as to be movable in the second direction, and the fourth shaft connecting member is The direction of the optical axis that engages with the third axis so as to be movable in the first direction may be configured to have a second long hole with a long diameter.

これにより、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子の回転運動を直線運動に変換することができる。   Thereby, the rotational motion of the cantilever type piezoelectric bimorph element can be converted into a linear motion smoothly with a very simple structure.

本発明では、撮像装置が実装される部位に設けられた第1の方向に軸方向を有する第1の軸に対して第1の方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、第2の方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、レンズを保持するレンズ保持部と、第2の方向に移動可能に第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、第1の方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを有する。第1の圧電バイモルフアクチュエータは、第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、光軸の方向に実質的に伸縮可能に第1の保持部材に連結された伸縮連結部材とを有する。また、第2の圧電バイモルフアクチュエータは、第2の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、第1の方向に移動可能に第3の軸に係合する第3の軸連結部材とを有する。   In the present invention, a first shaft coupling member that is movably engaged in a first direction with respect to a first shaft that has an axial direction in a first direction provided in a part where the imaging device is mounted; A first holding member having a second shaft having an axial direction in the second direction, a lens holding portion for holding the lens, and a second engaging with the second shaft movably in the second direction And a second holding member having a third shaft having an axial direction in the first direction. The first piezoelectric bimorph actuator is connected to a first cantilever type piezoelectric bimorph element that can be displaced with respect to the first direction, and a first holding member that can substantially extend and contract in the direction of the optical axis. And a telescopic connecting member. The second piezoelectric bimorph actuator includes a second piezoelectric bimorph element of a cantilever type that can be displaced in the second direction and a third shaft that is movable in the first direction and engages with the third shaft. 3 shaft coupling members.

このような構成により、2つの圧電バイモルフアクチュエータを用いてレンズを例えばX方向及びY方向に対してスムーズに移動させることできる。   With such a configuration, it is possible to smoothly move the lens in, for example, the X direction and the Y direction using two piezoelectric bimorph actuators.

本発明に係る移動装置は、対象物をX方向及びY方向に移動させる移動装置であって、対象物をX方向に移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータと、対象物をY方向に移動させるための第2の電圧バイモルフアクチュエータと、所定の部位に設けられたX方向に軸方向を有する第1の軸に対してX方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、Y方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、対象物を保持する保持部と、Y方向に移動可能に第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、X方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを具備する。第1の圧電バイモルフアクチュエータは、X方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、Y方向に移動可能に第2の軸に係合する第3の軸連結部材とを有する。第2の圧電バイモルフアクチュエータは、Y方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、X方向に移動可能に第3の軸に係合する第4の軸連結部材とを有する。   The moving device according to the present invention is a moving device that moves an object in the X direction and the Y direction, the first piezoelectric bimorph actuator for moving the object in the X direction, and the object in the Y direction. A second voltage bimorph actuator, a first shaft coupling member engaged with a first shaft having an axial direction in the X direction provided at a predetermined portion so as to be movable in the X direction, and Y A first holding member having a second shaft having an axial direction in the direction, a holding portion for holding the object, and a second shaft coupling member engaged with the second shaft so as to be movable in the Y direction And a second holding member having a third shaft having an axial direction in the X direction. The first piezoelectric bimorph actuator includes a cantilever type first piezoelectric bimorph element that can be displaced in the X direction, and a third shaft coupling member that engages with the second shaft to be movable in the Y direction. Have The second piezoelectric bimorph actuator includes a second piezoelectric bimorph element of a cantilever type that is movable in the Y direction, and a fourth shaft coupling member that engages with a third shaft so as to be movable in the X direction. Have

このような構成により、2つの圧電バイモルフアクチュエータを用いて対象物をX方向及びY方向に対してスムーズに移動させることできる。   With such a configuration, an object can be smoothly moved in the X direction and the Y direction using two piezoelectric bimorph actuators.

ここで、第3の軸連結部材は、Y方向に移動可能に第2の軸に係合するZ方向が長径の第1の長孔を有し、第4の軸連結部材は、X方向に移動可能に第3の軸に係合するZ方向が長径の第2の長孔を有するように構成してもよい。   Here, the third shaft connecting member has a first long hole having a long diameter in the Z direction engaged with the second shaft so as to be movable in the Y direction, and the fourth shaft connecting member is arranged in the X direction. You may comprise so that the Z direction which engages with a 3rd axis | shaft so that a movement is possible may have a 2nd long hole with a long diameter.

これにより、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子の回転運動をZ方向への直線運動に変換することができる。   Accordingly, the rotational motion of the cantilever type piezoelectric bimorph element can be converted into a linear motion in the Z direction smoothly with a very simple structure.

本発明の別の観点に係る移動装置は、対象物をX方向及びY方向に移動させる移動装置であって、対象物をX方向に移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータと、対象物をY方向に移動させるための第2の電圧バイモルフアクチュエータと、所定の部位に設けられたX方向に軸方向を有する第1の軸に対してX方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、Y方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、対象物を保持する保持部と、Y方向に移動可能に第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、X方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを有する。第1の圧電バイモルフアクチュエータは、X方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、Z方向に実質的に伸縮可能に第1の保持部材に連結された伸縮連結部材とを有する。第2の圧電バイモルフアクチュエータは、Y方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、Y方向に移動可能に第2の軸に係合するZ方向が長径の第1の長孔を有するる第3の軸連結部材とを有する。   A moving device according to another aspect of the present invention is a moving device that moves an object in the X direction and the Y direction, the first piezoelectric bimorph actuator for moving the object in the X direction, and an object. A second voltage bimorph actuator for moving in the Y direction, and a first shaft coupling engaged with a first shaft having an axial direction in the X direction provided at a predetermined portion so as to be movable in the X direction A first holding member having a member and a second shaft having an axial direction in the Y direction; a holding portion for holding the object; and a second engaging with the second shaft so as to be movable in the Y direction. A second holding member having a shaft connecting member and a third shaft having an axial direction in the X direction; The first piezoelectric bimorph actuator includes a cantilever type first piezoelectric bimorph element that can be displaced in the X direction, and a telescopic coupling member that is coupled to the first holding member so as to substantially expand and contract in the Z direction. And have. The second piezoelectric bimorph actuator includes a second cantilever-type piezoelectric bimorph element that is movable in the Y direction, and a first Z axis that has a major axis in the Z direction that engages with the second shaft to be movable in the Y direction. And a third shaft connecting member having a long hole.

これにより、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子の回転運動をZ方向への直線運動に変換することができる。   Accordingly, the rotational motion of the cantilever type piezoelectric bimorph element can be converted into a linear motion in the Z direction smoothly with a very simple structure.

本発明に係る圧電バイモルフアクチュエータは、対象物に設けられた軸を介して対象物を移動する圧電バイモルフアクチュエータであって、軸の軸方向と直交する第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子と、圧電バイモルフ素子の先端部に取付けられ、軸が係合し、軸方向及び第1の方向と直交する第2の方向に長径の長孔を有する軸連結部材とを具備する。   A piezoelectric bimorph actuator according to the present invention is a piezoelectric bimorph actuator that moves an object via an axis provided on the object, and cantilevered in a first direction orthogonal to the axial direction of the axis. A beam-type piezoelectric bimorph element, and a shaft coupling member that is attached to the tip of the piezoelectric bimorph element, engages with a shaft, and has a long hole with a long diameter in the second direction perpendicular to the axial direction and the first direction. It has.

これにより、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子の回転運動を直線運動に変換することができる。   Thereby, the rotational motion of the cantilever type piezoelectric bimorph element can be converted into a linear motion smoothly with a very simple structure.

以上のように、本発明によれば、消費電力を極力抑えて対象物(例えば、レンズ)を移動することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to move an object (for example, a lens) while suppressing power consumption as much as possible.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
[撮像装置]
図1は本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの概略的構成を示す図である。
図1に示すように、このデジタルカメラ100は、プリズム111やレンズ112等から構成される光学係110と、CCDなどの撮像素子120と、レンズ112の手振れを補正するための手振れ補正機構200とを有する。
手振れ補正機構200は、光学系の光軸をZ軸とし、レンズ112をX方向に移動するための第1の圧電バイモルフアクチュエータ210と、レンズ112をY方向に移動するための第2の圧電バイモルフアクチュエータ220とを有する。手振れ補正機構200は、例えば、コリオリ力を検出する振動子等を用いた角速度センサにより手振れを検出してその手振れを打ち消すようにレンズ112をX方向及びY方向に移動するものである。なお、角速度センサに関しては例えば特開2005−227110号公報に詳しく記載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Imaging device]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the digital camera 100 includes an optical unit 110 including a prism 111 and a lens 112, an image sensor 120 such as a CCD, and a camera shake correction mechanism 200 for correcting camera shake of the lens 112. Have
The camera shake correction mechanism 200 has a first piezoelectric bimorph actuator 210 for moving the lens 112 in the X direction and a second piezoelectric bimorph for moving the lens 112 in the Y direction, with the optical axis of the optical system as the Z axis. And an actuator 220. The camera shake correction mechanism 200 detects the camera shake by an angular velocity sensor using a vibrator or the like that detects Coriolis force and moves the lens 112 in the X direction and the Y direction so as to cancel the camera shake. The angular velocity sensor is described in detail in, for example, JP-A-2005-227110.

既に説明したとおり、例えば手振れの周波数は1Hz〜2Hz程度であり、つまり極めて低周波であり、ほぼDC成分に近い。圧電バイモルフアクチュエータ210、220は、電圧駆動タイプであるから、DCに対しては素子間の抵抗が大きく、消費電力は小さい。よって、手振れ補正のためのレンズ112の移動に圧電バイモルフアクチュエータ210、220を用いることによって消費電力を極力抑えて手振れ補正を実行することができる。また、圧電バイモルフアクチュエータ210、220によるストロークは後述するように500μm程度と非常に小さいが、手振れ補正の量はこれに合致する程度よいことから、実用性が極めて高い。更に、後述する圧電素子の多層構造を採用することで、ストロークをより大きく取ることが可能である。
[圧電バイモルフアクチュエータ]
図2は第1の圧電バイモルフアクチュエータ210及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ220の概略的な構成を示す図である。
As already described, for example, the frequency of camera shake is about 1 Hz to 2 Hz, that is, extremely low frequency, and is almost close to a DC component. Since the piezoelectric bimorph actuators 210 and 220 are of a voltage drive type, resistance between elements is large with respect to DC and power consumption is small. Therefore, by using the piezoelectric bimorph actuators 210 and 220 to move the lens 112 for camera shake correction, it is possible to execute the camera shake correction while suppressing power consumption as much as possible. In addition, the stroke by the piezoelectric bimorph actuators 210 and 220 is as small as about 500 μm, as will be described later, but the amount of camera shake correction is good enough to match this, so the practicality is extremely high. Furthermore, it is possible to take a larger stroke by adopting a multilayer structure of piezoelectric elements described later.
[Piezoelectric bimorph actuator]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220.

図2に示すように、図中上下方向に変移可能な片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子211と、圧電バイモルフ素子211の先端部212に取付けられ、軸(例えば丸ピン)213が係合し、図中水平方向に長径Lの長孔214を有する軸連結部材215とを有する。軸213は、移動の対象となる対象物216に取付けられている。   As shown in FIG. 2, a cantilever-type piezoelectric bimorph element 211 that can be shifted in the vertical direction in the figure, and a tip (212, for example, a round pin) 213 are attached to a tip portion 212 of the piezoelectric bimorph element 211, And a shaft coupling member 215 having a long hole 214 having a long diameter L in the horizontal direction in the figure. The shaft 213 is attached to an object 216 to be moved.

軸連結部材215では、軸連結部材215が長径DLの長孔214を有するので、圧電バイモルフ素子211の先端部212の曲線運動を直線運動に変換することができる。すなわち、第1の圧電バイモルフアクチュエータ210及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ220は、対象物216を直線的に移動させることができる。   In the shaft connecting member 215, since the shaft connecting member 215 has the long hole 214 having the long diameter DL, the curved motion of the tip portion 212 of the piezoelectric bimorph element 211 can be converted into a linear motion. That is, the first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220 can move the object 216 linearly.

圧電バイモルフ素子211は、台座217に固定された変形しない固定部218と、上記の曲線運動をするように変形する変形部219とを有する。この圧電バイモルフ素子211の構造及びその製造方法の一例については、後に詳述する。   The piezoelectric bimorph element 211 includes a fixed portion 218 that is fixed to the pedestal 217 and does not deform, and a deformable portion 219 that deforms so as to perform the above-described curved motion. An example of the structure of the piezoelectric bimorph element 211 and a manufacturing method thereof will be described in detail later.

軸連結部材215は、例えばモールド成形等による樹脂成形部品での製造される。軸連結部材215は、PC(ポリカーボネート)、ABS(アクリロニトリル ・ブタジエン・スチレン )等汎用的に用いられている材料を用いればよい。その他、金属材料を用いても勿論構わない。   The shaft connecting member 215 is manufactured as a resin molded part by, for example, molding. The shaft connecting member 215 may be made of a commonly used material such as PC (polycarbonate), ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene). Of course, a metal material may be used.

図3及び図4は圧電バイモルフ素子211と軸連結部材215との接続構造を示した図である。   3 and 4 are diagrams showing a connection structure between the piezoelectric bimorph element 211 and the shaft coupling member 215. FIG.

図3及び図4に示すように、軸連結部材215は、圧電バイモルフ素子211の先端部212を裏面を除く、表面及び両側面を覆う連結部215bを有する。連結部215bと圧電バイモルフ素子211の先端部212とは、例えば瞬間接着剤などによって接着してもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the shaft coupling member 215 has a coupling portion 215 b that covers the front surface and both side surfaces of the piezoelectric bimorph element 211 excluding the back surface. The connecting portion 215b and the tip end portion 212 of the piezoelectric bimorph element 211 may be bonded with, for example, an instantaneous adhesive.

図5及び図6は圧電バイモルフ素子211と軸連結部材215との接続構造の他の例を示した図である。   5 and 6 are diagrams showing another example of a connection structure between the piezoelectric bimorph element 211 and the shaft coupling member 215. FIG.

図5及び図6に示すように、軸連結部材215は、圧電バイモルフ素子211の先端部212を一側面を除く、表裏両面及び他側面を覆う連結部215cを有する。上記と同様に、連結部215cと圧電バイモルフ素子211の先端部212とは、例えば瞬間接着剤などによって接着してもよい。   As shown in FIGS. 5 and 6, the shaft coupling member 215 has a coupling portion 215 c that covers both the front and back surfaces and the other side surface of the piezoelectric bimorph element 211 except for one side surface. Similarly to the above, the connecting portion 215c and the tip portion 212 of the piezoelectric bimorph element 211 may be bonded by, for example, an instantaneous adhesive.

図7は対象物216の軸213と軸連結部材215の長孔214との関係を模式的に表した図である。   FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the shaft 213 of the object 216 and the long hole 214 of the shaft coupling member 215.

図7に示すように、軸213は任意の公差を有するφDの円とすると、変位対象物216の直線運動方向Y方向についてφD=Dとなる。軸213を構成する一般的な金属ピンの場合の外径公差は数μm程度である。このφDの軸213と軸連結部材215の長孔214はDよりも大きい必要があり、これをDaとする。第1の圧電バイモルフアクチュエータ210や第2の圧電バイモルフアクチュエータ220と対象物216との間に回転自由度を持たせるためには軸213の最大径D(max)に対して軸213の最小径Da(min)はDa(min)=D(max)+mとなる必要がある。このmが最小クリアランスとなる。例えば、軸213の公差幅を5μm、孔公差を10μmとすると、軸213と長孔214のクリアランスは m+5+10=m+15μm となり、m=5μmとすると、クリアランスは5μm〜20μm となる。   As shown in FIG. 7, if the axis 213 is a circle of φD having an arbitrary tolerance, φD = D in the linear movement direction Y direction of the displacement object 216. In the case of a general metal pin constituting the shaft 213, the outer diameter tolerance is about several μm. The φD shaft 213 and the long hole 214 of the shaft coupling member 215 need to be larger than D, and this is Da. In order to provide a degree of freedom of rotation between the first piezoelectric bimorph actuator 210 or the second piezoelectric bimorph actuator 220 and the object 216, the minimum diameter Da of the shaft 213 with respect to the maximum diameter D (max) of the shaft 213. (Min) needs to be Da (min) = D (max) + m. This m is the minimum clearance. For example, if the tolerance width of the shaft 213 is 5 μm and the hole tolerance is 10 μm, the clearance between the shaft 213 and the long hole 214 is m + 5 + 10 = m + 15 μm, and if m = 5 μm, the clearance is 5 μm to 20 μm.

クリアランスを大きくすることにより軸回転での摩擦抵抗が減るがその一方で「ガタ」が増えることになるので、クリアランスは軸回転摩擦を考慮した上でできるだけ小さくすることが望ましく、例えばmは0μm〜10μm程度にすればよい。一方、変位対象物216の移動方向と直交した向きで圧電バイモルフ素子211の長手方向であるX軸方向に対しては、軸213の外径はY軸方向と同様にDであり、それに対して長孔214はDLとなる。X軸方向のクリアランスをmLとすると、DL=D+mL となる。このmLは、図8に示すように、圧電バイモルフ素子211の先端部212のX軸方向の突き出し差mXに対してmL>mX となっている必要があり、公差やバラツキを考慮すると、DL=D(max)+mX(max)となっていれば良いことになる。また、実際の第1の圧電バイモルフアクチュエータ210や第2の圧電バイモルフアクチュエータ220の組み込み精度バラツキなども考慮しDLを大きくすることも可能である。DLを大きくすることによる変位性能劣化は原理的にない。   Increasing the clearance reduces the frictional resistance in the shaft rotation, while increasing the “backlash”. On the other hand, it is desirable to make the clearance as small as possible in consideration of the shaft rotation friction. What is necessary is just to be about 10 micrometers. On the other hand, the outer diameter of the shaft 213 is D in the same direction as the Y-axis direction with respect to the X-axis direction that is the longitudinal direction of the piezoelectric bimorph element 211 in the direction orthogonal to the moving direction of the displacement object 216, whereas The long hole 214 becomes DL. When the clearance in the X-axis direction is mL, DL = D + mL. As shown in FIG. 8, this mL needs to be mL> mX with respect to the protrusion difference mX in the X-axis direction of the tip end portion 212 of the piezoelectric bimorph element 211. In consideration of tolerances and variations, DL = It is sufficient if D (max) + mX (max). In addition, it is possible to increase the DL in consideration of variations in the mounting accuracy of the actual first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220. In principle, there is no displacement performance degradation caused by increasing DL.

これら対象物216の軸213と軸連結部材215の長孔214との間の軸連結の部分については、一般的に用いられているシリコングリスなどを塗り、摩擦量を低減することが有効である。
図9及び図10は軸連結の部分にグリスが充填されやすい構造を示した図である。
図9及び図10に示すように、この構造は、軸連結部材215の長孔214と平行する一側面側より長孔214に貫通するグリス充填孔221を設けたものである。グリス充填孔221には、グリス222が充填されている。このグリス222が軸213と軸連結部材215の長孔214との間の軸連結の部分に供給され、これらの間での潤滑性が高められるようになっている。
It is effective to reduce the amount of friction by applying generally used silicon grease or the like to the shaft coupling portion between the shaft 213 of the object 216 and the long hole 214 of the shaft coupling member 215. .
9 and 10 are views showing a structure in which grease is easily filled in the shaft coupling portion.
As shown in FIGS. 9 and 10, this structure is provided with a grease filling hole 221 that penetrates the long hole 214 from one side surface parallel to the long hole 214 of the shaft connecting member 215. The grease filling hole 221 is filled with grease 222. The grease 222 is supplied to a shaft coupling portion between the shaft 213 and the long hole 214 of the shaft coupling member 215 so that the lubricity between them is enhanced.

以上のような構成の第1の圧電バイモルフアクチュエータ210及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ220をもちいることで、非常に簡単な構造でしかもスムーズに片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子211の回転運動を直線運動に変換することができる。
[手振れ補正機構(移動装置)]
図11は手振れ補正機構200の構成を示す斜視図、図12は図11に示す手振れ補正機構200の側面図である。
By using the first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220 configured as described above, the rotational motion of the cantilever-type piezoelectric bimorph element 211 can be smoothly linearized with a very simple structure. Can be converted into motion.
[Camera shake correction mechanism (moving device)]
11 is a perspective view showing the configuration of the camera shake correction mechanism 200, and FIG. 12 is a side view of the camera shake correction mechanism 200 shown in FIG.

図11及び図12に示すように、デジタルカメラ100内の手振れ補正機構200が配置される所定の部位には、X方向に軸方向を有する軸101の両端を保持するための軸保持部材102、103、同様にX方向に軸方向を有する軸104の両端を保持するための軸保持部材105、106とが配置されている。軸101と軸104との間には、手振れ補正機構200が配置されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, a shaft holding member 102 for holding both ends of a shaft 101 having an axial direction in the X direction is provided at a predetermined portion where the camera shake correction mechanism 200 in the digital camera 100 is disposed. 103, similarly, shaft holding members 105 and 106 for holding both ends of the shaft 104 having the axial direction in the X direction are arranged. A camera shake correction mechanism 200 is disposed between the shaft 101 and the shaft 104.

手振れ補正機構200は、第1の保持部材230と、第2の保持部材250とを有する。   The camera shake correction mechanism 200 includes a first holding member 230 and a second holding member 250.

第1の保持部材230は、軸101に対してX方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材231、232をY方向の一方側に有し、軸104に対してX方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材233、234とをY方向の他方側に有する。第1の保持部材230は、Y方向に軸方向を有する軸235をX方向の一方側に有し、Y方向に軸方向を有する軸236をX方向の他方側に有し、軸235の両端を保持するための軸保持部材237、238をX方向の一方側に有し、軸236の両端を保持するための軸保持部材239、240をX方向の他方側に有する。   The first holding member 230 has two shaft coupling members 231 and 232 that engage with the shaft 101 so as to be movable in the X direction, and can move in the X direction with respect to the shaft 104. And two shaft coupling members 233 and 234 that engage with each other on the other side in the Y direction. The first holding member 230 has a shaft 235 having an axial direction in the Y direction on one side in the X direction, a shaft 236 having an axial direction in the Y direction on the other side in the X direction, and both ends of the shaft 235. Shaft holding members 237 and 238 for holding the shaft 236 on one side in the X direction, and shaft holding members 239 and 240 for holding both ends of the shaft 236 on the other side in the X direction.

第2の保持部材250は、レンズ112を保持するレンズ保持部251を有する。第2の保持部材250は、軸235に対してY方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材252、253をX方向の一方側に有し、軸236に対してY方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材254、255とをX方向の他方側に有する。第2の保持部材250は、X方向に軸方向を有する軸256をY方向の一方側に有し、軸256の両端を保持するための軸保持部材257、258をY方向の一方側に有する。   The second holding member 250 has a lens holding portion 251 that holds the lens 112. The second holding member 250 has two shaft coupling members 252 and 253 that engage with the shaft 235 so as to be movable in the Y direction, and can move in the Y direction with respect to the shaft 236. And two shaft coupling members 254 and 255 that engage with each other on the other side in the X direction. The second holding member 250 has a shaft 256 having an axial direction in the X direction on one side in the Y direction, and has shaft holding members 257 and 258 for holding both ends of the shaft 256 on one side in the Y direction. .

第1の圧電バイモルフアクチュエータ210の軸連結部材215の長孔214は、Y方向に移動可能に軸235に係合する。第2の圧電バイモルフアクチュエータ220の軸連結部材215の長孔214は、X方向に移動可能に軸256に係合する。   The long hole 214 of the shaft coupling member 215 of the first piezoelectric bimorph actuator 210 is engaged with the shaft 235 so as to be movable in the Y direction. The long hole 214 of the shaft coupling member 215 of the second piezoelectric bimorph actuator 220 engages with the shaft 256 so as to be movable in the X direction.

例えば、第1の圧電バイモルフアクチュエータ210及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ220の圧電バイモルフ素子211の幅は2.4mmであり、その変形部219の長さ(自由長)は20mmであり、変形部の延長部分を含んだ圧電バイモルフ素子211の長さは28mmである。ここでは、軸連結部材215に0.8mm×1.5mmの長孔214(R0.4mm)が設けられており、この長孔214にφ0.8mmの軸213が係合されている。   For example, the width of the piezoelectric bimorph element 211 of the first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220 is 2.4 mm, and the length (free length) of the deformable portion 219 is 20 mm. The length of the piezoelectric bimorph element 211 including the extended portion is 28 mm. Here, a 0.8 mm × 1.5 mm long hole 214 (R0.4 mm) is provided in the shaft connecting member 215, and a φ0.8 mm shaft 213 is engaged with the long hole 214.

図13は第1及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ210、220の駆動周波数とレンズの変位量との関係を示したグラフ、図14は駆動電圧とレンズの変位量との関係を示したグラフである。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the driving frequency of the first and second piezoelectric bimorph actuators 210 and 220 and the amount of lens displacement, and FIG. 14 is a graph showing the relationship between the driving voltage and the amount of lens displacement. .

第1及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ210、220単体での先端部の変位量は、手振れ補正の現実の作動周波数である1Hz前後において約550μmであったが、直線運動のみに自由度を持たせたときには約500μmの直線変位を確保できており、約10%の変位減少に留まっている。なお、図13のグラフにて横軸は変位周波数であり、周波数が高くなるほど変位量が減少しているが、これは変位対象物の慣性重量(約0.5g)によるものである。また、図14に示すように、駆動電圧とレンズの変位量とはほぼ線形的な関係にあり、ここでは18Vで上記の500μm程度の直線変位を確保できる。   The displacement of the tip of the first and second piezoelectric bimorph actuators 210 and 220 alone is about 550 μm around 1 Hz, which is the actual operating frequency of camera shake correction. However, only the linear motion has a degree of freedom. In this case, a linear displacement of about 500 μm can be secured, and the displacement reduction is only about 10%. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis represents the displacement frequency, and the displacement amount decreases as the frequency increases. This is due to the inertia weight (about 0.5 g) of the object to be displaced. Further, as shown in FIG. 14, the driving voltage and the displacement amount of the lens have a substantially linear relationship, and here, the linear displacement of about 500 μm can be secured at 18V.

(手振れ補正機構(移動装置)の他の例)
図15は手振れ補正機構300の構成を示す斜視図である。
図15に示すように、手振れ補正機構300は、デジタルカメラ100内の所定の部位の軸101と軸104との間に配置されている。
(Other examples of camera shake correction mechanism (moving device))
FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of the camera shake correction mechanism 300.
As shown in FIG. 15, the camera shake correction mechanism 300 is disposed between the shaft 101 and the shaft 104 of a predetermined part in the digital camera 100.

手振れ補正機構300は、第1の保持部材330と、第2の保持部材350とを有する。   The camera shake correction mechanism 300 includes a first holding member 330 and a second holding member 350.

第1の保持部材330は、軸101に対してX方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材331、332をY方向の一方側に有し、軸104に対してX方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材333、334とをY方向の他方側に有する。第1の保持部材330は、Y方向に軸方向を有する軸335をX方向の一方側に有し、Y方向に軸方向を有する軸336をX方向の他方側に有し、軸335の両端を保持するための軸保持部材337、338をX方向の一方側に有し、軸336の両端を保持するための軸保持部材339、340をX方向の他方側に有する。   The first holding member 330 has two shaft coupling members 331 and 332 that engage with the shaft 101 so as to be movable in the X direction, and is movable in the X direction with respect to the shaft 104. Two shaft coupling members 333 and 334 that engage with each other are provided on the other side in the Y direction. The first holding member 330 has a shaft 335 having an axial direction in the Y direction on one side in the X direction, a shaft 336 having an axial direction in the Y direction on the other side in the X direction, and both ends of the shaft 335. Shaft holding members 337 and 338 are provided on one side in the X direction, and shaft holding members 339 and 340 are provided on the other side in the X direction for holding both ends of the shaft 336.

第2の保持部材350は、レンズ112を保持するレンズ保持部351を有する。第2の保持部材350は、軸335に対してY方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材352、353をX方向の一方側に有し、軸336に対してY方向に移動可能に係合する2つの軸連結部材354、355とをX方向の他方側に有する。第2の保持部材350は、X方向に軸方向を有する軸356をY方向の一方側に有し、軸356の両端を保持するための軸保持部材357、358をY方向の一方側に有する。   The second holding member 350 has a lens holding portion 351 that holds the lens 112. The second holding member 350 has two shaft coupling members 352 and 353 that are movably engaged with the shaft 335 in the Y direction, and can move in the Y direction with respect to the shaft 336. And two shaft coupling members 354 and 355 that engage with each other on the other side in the X direction. The second holding member 350 has a shaft 356 having an axial direction in the X direction on one side in the Y direction, and has shaft holding members 357 and 358 for holding both ends of the shaft 356 on one side in the Y direction. .

第1の圧電バイモルフアクチュエータ310は、第1の圧電バイモルフアクチュエータ210及び第2の圧電バイモルフアクチュエータ220とは連結部材の構成が異なる。第1の圧電バイモルフアクチュエータ310は、第1の保持部材330のX軸方向の他方側に連結されている。   The first piezoelectric bimorph actuator 310 differs from the first piezoelectric bimorph actuator 210 and the second piezoelectric bimorph actuator 220 in the configuration of the connecting member. The first piezoelectric bimorph actuator 310 is connected to the other side of the first holding member 330 in the X-axis direction.

図16は第1の圧電バイモルフアクチュエータ310と第1の保持部材330と連結部分を示す図である。   FIG. 16 is a view showing the first piezoelectric bimorph actuator 310, the first holding member 330, and the connecting portion.

図16に示すように、第1の圧電バイモルフアクチュエータ310の先端に取付けられた伸縮連結部材311はZ方向(上下方向に)に実質的に伸縮可能となるようにU字上の断面構造(U字の開放部がX方向を向いている。)を有する。これにより、第1の圧電バイモルフアクチュエータ310の回転運動がX方向への直線運動に変換される。   As shown in FIG. 16, a cross-sectional structure (U-shaped) such that an expansion / contraction connection member 311 attached to the tip of the first piezoelectric bimorph actuator 310 can substantially expand and contract in the Z direction (vertical direction). The open part of the character faces the X direction. Thereby, the rotational motion of the first piezoelectric bimorph actuator 310 is converted into a linear motion in the X direction.

第2の圧電バイモルフアクチュエータ320は、既に説明した第2の圧電バイモルフアクチュエータ220と同様の構成を有する。すなわち、第2の圧電バイモルフアクチュエータ320の軸連結部材215の長孔214は、X方向に移動可能に軸356に係合する。   The second piezoelectric bimorph actuator 320 has the same configuration as the second piezoelectric bimorph actuator 220 already described. That is, the long hole 214 of the shaft coupling member 215 of the second piezoelectric bimorph actuator 320 is engaged with the shaft 356 so as to be movable in the X direction.

なお、第1の圧電バイモルフアクチュエータ310の先端に取付けられた伸縮連結部材を別の構成としても勿論構わない。   Needless to say, the expansion / contraction connecting member attached to the tip of the first piezoelectric bimorph actuator 310 may have another configuration.

例えば、図17に示すように、伸縮連結部材340の先端にX方向に対して薄い板構造の薄板部341を有し、薄板部341を介して第1の圧電バイモルフアクチュエータ310の先端と第1の保持部材330とを連結してZ方向(上下方向に)に実質的に伸縮可能となるように構成してもよい。   For example, as shown in FIG. 17, the extensible connecting member 340 has a thin plate portion 341 having a thin plate structure in the X direction and the first piezoelectric bimorph actuator 310 is connected to the first end of the first piezoelectric bimorph actuator 310 via the thin plate portion 341. The holding member 330 may be connected to be substantially extendable and contractible in the Z direction (up and down direction).

また、図18に示すように、伸縮連結部材350の先端にZ方向に対して薄い板構造の薄板部351を有し、薄板部351を介して第1の圧電バイモルフアクチュエータ310の先端と第1の保持部材330とを連結してZ方向(上下方向に)に実質的に伸縮可能となるように構成してもよい。
[圧電バイモルフ素子の構造]
図19はこの実施形態に係る圧電バイモルフ素子211の構成を示す斜視図、図20は図19に示す圧電バイモルフ素子221の平面図、図21は図19に示す圧電バイモルフ素子221の左側面図、図22は図19に示す圧電バイモルフ素子221の右側面図である。また、図23は図19に示す圧電バイモルフ素子221を層毎に分解した概念図である。
Further, as shown in FIG. 18, the extensible connecting member 350 has a thin plate portion 351 having a thin plate structure in the Z direction, and the first piezoelectric bimorph actuator 310 is connected to the first end via the thin plate portion 351. The holding member 330 may be connected to be substantially extendable and contractible in the Z direction (up and down direction).
[Structure of piezoelectric bimorph element]
19 is a perspective view showing the configuration of the piezoelectric bimorph element 211 according to this embodiment, FIG. 20 is a plan view of the piezoelectric bimorph element 221 shown in FIG. 19, and FIG. 21 is a left side view of the piezoelectric bimorph element 221 shown in FIG. FIG. 22 is a right side view of the piezoelectric bimorph element 221 shown in FIG. FIG. 23 is a conceptual diagram in which the piezoelectric bimorph element 221 shown in FIG. 19 is disassembled for each layer.

これらの図に示すように、この圧電バイモルフ素子211は、上部に4層の圧電素子501〜504、下部に4層の圧電素子505〜508の合計4層の圧電素子501〜508を積層した構造となっている。   As shown in these drawings, this piezoelectric bimorph element 211 has a structure in which a total of four layers of piezoelectric elements 501 to 508 including four layers of piezoelectric elements 501 to 504 and four layers of piezoelectric elements 505 to 508 are stacked on the upper side. It has become.

図23に示すように、最上層の圧電素子501の表面には、外部電極509が形成され、最下層の圧電素子508の裏面には、外部電極510が形成されている。圧電素子501と圧電素子502との間には、第1の内部電極511が形成されている。圧電素子502と圧電素子503との間には、第2の内部電極512が形成されている。圧電素子503と圧電素子504との間には、第1の内部電極513が形成されている。圧電素子504と圧電素子505との間には、第2の内部電極514が形成されている。圧電素子505と圧電素子506との間には、第3の内部電極515が形成されている。圧電素子506と圧電素子507との間には、第2の内部電極516が形成されている。圧電素子507と圧電素子508との間には、第3の内部電極517が形成されている。   As shown in FIG. 23, an external electrode 509 is formed on the surface of the uppermost piezoelectric element 501, and an external electrode 510 is formed on the back surface of the lowermost piezoelectric element 508. A first internal electrode 511 is formed between the piezoelectric element 501 and the piezoelectric element 502. A second internal electrode 512 is formed between the piezoelectric element 502 and the piezoelectric element 503. A first internal electrode 513 is formed between the piezoelectric element 503 and the piezoelectric element 504. A second internal electrode 514 is formed between the piezoelectric element 504 and the piezoelectric element 505. A third internal electrode 515 is formed between the piezoelectric element 505 and the piezoelectric element 506. A second internal electrode 516 is formed between the piezoelectric element 506 and the piezoelectric element 507. A third internal electrode 517 is formed between the piezoelectric element 507 and the piezoelectric element 508.

図19及び図20に示すように、圧電素子501の表面には、圧電素子501の表面の一端部の一側面側の領域に外部電極509よりも幅狭の引き出し電極518が形成されている。引き出し電極518は、一端が外部電極509に接続されて圧電素子501の端部に向けて延在すると共に、L字状に曲がって他端が一側面側に導出している。なお、最下層の圧電素子508の裏面にも、同様に外部電極510に接続された引き出し電極518が形成されている。   As shown in FIGS. 19 and 20, an extraction electrode 518 having a width smaller than that of the external electrode 509 is formed on the surface of the piezoelectric element 501 in a region on one side of one end of the surface of the piezoelectric element 501. One end of the extraction electrode 518 is connected to the external electrode 509 and extends toward the end of the piezoelectric element 501, and the other end of the extraction electrode 518 is led out to the side surface side by bending in an L shape. Similarly, a lead electrode 518 connected to the external electrode 510 is formed on the back surface of the lowermost piezoelectric element 508.

第1の内部電極511、513には、図24に示すように、他側面側に向けて延在すると共に他側面まで導出した引き出し電極(露出端子)519、520が接続されている。第2の内部電極512、514、516には、図25に示すように、一側面側に向けて延在すると共に一側面まで導出した引き出し電極(露出端子)521、522、523が接続されている。第3の内部電極515、517には、図26に示すように、他側面側に向けて延在すると共に他側面まで導出した引き出し電極(露出端子)524、525が接続されている。引き出し電極519と引き出し電極520とは平面的にオーバーラップする位置に導出され、引き出し電極524と引き出し電極525とは同様に平面的にオーバーラップする位置に導出されている。引き出し電極519及び引き出し電極520と引き出し電極524及び引き出し電極525とは、平面的にオーバーラップしないように、例えば0.4mm程度の間隔を有するようにされている。   As shown in FIG. 24, lead electrodes (exposed terminals) 519 and 520 extending toward the other side surface and leading to the other side surface are connected to the first inner electrodes 511 and 513. As shown in FIG. 25, lead electrodes (exposed terminals) 521, 522, and 523 that extend toward one side surface and lead out to one side surface are connected to the second inner electrodes 512, 514, and 516, respectively. Yes. As shown in FIG. 26, extraction electrodes (exposed terminals) 524 and 525 extending toward the other side surface and leading to the other side surface are connected to the third inner electrodes 515 and 517, respectively. The extraction electrode 519 and the extraction electrode 520 are led out to a position where they overlap in a plane, and the extraction electrode 524 and the extraction electrode 525 are similarly led out to a position where they overlap in a plane. The extraction electrode 519 and the extraction electrode 520 and the extraction electrode 524 and the extraction electrode 525 are spaced apart by, for example, about 0.4 mm so as not to overlap in plan view.

図21に示すように、他側面(左側面)まで導出した引き出し電極519、520は、圧電バイモルフ素子211の側面に帯状に形成された外部電極526により接続さている。同様に、引き出し電極(露出端子)524、525も外部電極527により接続されている。図22に示すように、引き出し電極521、522、523も外部電極528により接続されている。図19及び図20に示すように、外部電極526、527、528は、最上層の圧電素子501の表面及び最下層の圧電素子508の裏面にも及ぶように形成されている。なお、図27〜図29は外部電極526、527、528が形成される以前の圧電バイモルフ素子211を示している。   As shown in FIG. 21, the lead electrodes 519 and 520 led out to the other side surface (left side surface) are connected to the side surface of the piezoelectric bimorph element 211 by an external electrode 526 formed in a band shape. Similarly, lead electrodes (exposed terminals) 524 and 525 are also connected by an external electrode 527. As shown in FIG. 22, the extraction electrodes 521, 522, and 523 are also connected by the external electrode 528. As shown in FIGS. 19 and 20, the external electrodes 526, 527, and 528 are formed so as to extend to the surface of the uppermost piezoelectric element 501 and the back surface of the lowermost piezoelectric element 508. 27 to 29 show the piezoelectric bimorph element 211 before the external electrodes 526, 527, and 528 are formed.

ここで、各引き出し電極519〜525の幅、引き出し電極519〜525間距離を各々0.4mmとし、また圧電バイモルフ素子211の端部からの距離も同じく0.4mmとすると、3つの引き出し電極519〜525を形成するために必要な寸法は
0.4×3(電極数)+0.4×2(電極間距離)+0.4×2(素子端子数)=2.8mm
となる。
Here, if the width of each extraction electrode 519 to 525 and the distance between the extraction electrodes 519 to 525 are each 0.4 mm, and the distance from the end of the piezoelectric bimorph element 211 is also 0.4 mm, three extraction electrodes 519 are used. The dimensions necessary to form ˜525 are 0.4 × 3 (number of electrodes) + 0.4 × 2 (distance between electrodes) + 0.4 × 2 (number of element terminals) = 2.8 mm
It becomes.

従って、図30に示すように、圧電バイモルフ素子211の幅方向に3つの引き出し電極519〜525を形成するためには圧電バイモルフ素子211の幅は2.8mm以上が必要となる。一方、図20に示すような電極配置にすると、圧電バイモルフ素子211の幅方向に引き出し電極圧電バイモルフ素子211は並ばず、2電極519、520、524、525側の必要寸法は2mmとなり、圧電バイモルフ素子211の幅の制約を受けずにすむ。図20より、素子の固定部長を2mmとすると、圧電バイモルフ素子211の変位有効長は20mmとなる。
[圧電バイモルフ素子の製造方法]
図31は圧電バイモルフ素子の一般的な製造方法を示す工程フローである。
材料が混合された(ステップ401)圧電粉末に所定の仮焼処理を行い(ステップ402)、その後粉砕して微粒子化する(ステップ403)。
Therefore, as shown in FIG. 30, in order to form the three extraction electrodes 519 to 525 in the width direction of the piezoelectric bimorph element 211, the width of the piezoelectric bimorph element 211 needs to be 2.8 mm or more. On the other hand, when the electrode arrangement as shown in FIG. 20 is adopted, the lead electrode piezoelectric bimorph elements 211 are not arranged in the width direction of the piezoelectric bimorph element 211, and the required dimensions on the two electrodes 519, 520, 524, and 525 side are 2 mm. There is no need to be restricted by the width of the element 211. From FIG. 20, when the fixed part length of the element is 2 mm, the effective displacement length of the piezoelectric bimorph element 211 is 20 mm.
[Method of manufacturing piezoelectric bimorph element]
FIG. 31 is a process flow showing a general manufacturing method of a piezoelectric bimorph element.
A predetermined calcining process is performed on the piezoelectric powder mixed with the material (step 401) (step 402), and then pulverized into fine particles (step 403).

この微粒子と所定の有機溶剤若しくは水溶性溶媒とバインダを混合してスラリを作成する(ステップ404)。このスラリーをシート成型装置により所定の厚さのシート(グリーンシート)を作成する(ステップ405)。このグリーンシートに内部電極ペーストをスクリーン印刷などにより印刷する(ステップ406)。積層圧電素子の内部電極材は例えば銀や銀とパラジウムの合金、プラチナなどである。   A slurry is prepared by mixing the fine particles with a predetermined organic solvent or water-soluble solvent and a binder (step 404). A sheet (green sheet) having a predetermined thickness is prepared from the slurry using a sheet molding apparatus (step 405). An internal electrode paste is printed on the green sheet by screen printing or the like (step 406). The internal electrode material of the laminated piezoelectric element is, for example, silver, an alloy of silver and palladium, platinum or the like.

内部電極を印刷したシートを所定の位置精度で重ねて積層し(ステップ407、408)、熱プレスにより積層シートを作る(ステップ409)。この積層シートを所定のサイズに分断して基板形状とし(ステップ410)、高温の炉で積層体に含まれる有機分を熱分解する(脱脂:ステップ411)。有機分が無くなった基板を所定の雰囲気で調整された高温炉にて焼結処理を行い積層体を焼結体にする(ステップ412)。   The sheets on which the internal electrodes are printed are stacked with a predetermined positional accuracy (steps 407 and 408), and a laminated sheet is formed by hot pressing (step 409). The laminated sheet is divided into a predetermined size to form a substrate (step 410), and the organic component contained in the laminated body is pyrolyzed in a high-temperature furnace (degreasing: step 411). The substrate having no organic content is sintered in a high-temperature furnace adjusted in a predetermined atmosphere, and the laminate is made into a sintered body (step 412).

焼結した素子はしかるべき外形加工を行い(ステップ413)、素子表面に外部電極を形成する(ステップ414)。一般的には、銀ペーストをスクリーン印刷によりしかるべき場所に塗布した後に熱処理により銀電極を形成する。その後、所定の電圧を印加して分極処理を行う(ステップ415)。   The sintered device is appropriately processed (step 413), and external electrodes are formed on the surface of the device (step 414). In general, a silver electrode is formed by heat treatment after a silver paste is applied to an appropriate place by screen printing. Thereafter, polarization processing is performed by applying a predetermined voltage (step 415).

この実施形態では、ステップ407、408、409において、図24〜図26に示したように、3種類の内部電極511〜517を積層していく。このときの積層方向の電極は図23のようにする。   In this embodiment, in steps 407, 408, and 409, three types of internal electrodes 511 to 517 are stacked as shown in FIGS. The electrodes in the stacking direction at this time are as shown in FIG.

このように3種類の内部電極511〜517を積層していくと、焼成後幅加工後(ステップ412及び413の後)に図27〜図29に示すように、各3つの引き出し電極519〜525が圧電バイモルフ素子211の側面に露出する。図28に示すように、圧電バイモルフ素子211の左側面には引き出し電極519、520、524、525が圧電バイモルフ素子211長手方向にオフセットした状態で露出し、図29に示すように、圧電バイモルフ素子211の右側面には引き出し電極521、522、523が露出する。この圧電バイモルフ素子211に外部電極526、527、528を形成する(ステップ414)と、図19〜図22に示した構造となる。   When the three types of internal electrodes 511 to 517 are laminated in this way, as shown in FIGS. 27 to 29 after the width processing after firing (after steps 412 and 413), each of the three extraction electrodes 519 to 525 is obtained. Is exposed on the side surface of the piezoelectric bimorph element 211. As shown in FIG. 28, lead electrodes 519, 520, 524, and 525 are exposed on the left side surface of the piezoelectric bimorph element 211 in a state offset in the longitudinal direction of the piezoelectric bimorph element 211, and as shown in FIG. 29, the piezoelectric bimorph element 211 is exposed. Lead electrodes 521, 522, and 523 are exposed on the right side surface of 211. When external electrodes 526, 527, and 528 are formed on the piezoelectric bimorph element 211 (step 414), the structure shown in FIGS. 19 to 22 is obtained.

そして、図32に示すように、引き出し電極524、525よりも引き出し電極521、522、523が+Vの電位差を有し、引き出し電極521、522、523よりも引き出し電極519、520が+Vの電位差を有するように電圧を印加して分極を行う(ステップ415)と、圧電バイモルフ素子211は、図33に示すように、のように分極される。図33に示したように分極された圧電バイモルフ素子211に対して、図34に示すようにに、引き出し電極521、522、523と引き出し電極524、525及び引き出し電極519、520との間に電圧Vをかけることにより、圧電バイモルフ素子211上部と圧電バイモルフ素子211下部の伸縮が逆になり圧電バイモルフとして作用することになる。   32, the lead electrodes 521, 522, and 523 have a potential difference of + V than the lead electrodes 524 and 525, and the lead electrodes 519 and 520 have a potential difference of + V than the lead electrodes 521, 522, and 523. When voltage is applied and polarization is performed (step 415), the piezoelectric bimorph element 211 is polarized as shown in FIG. As shown in FIG. 34, a voltage is applied between the extraction electrodes 521, 522, and 523 and the extraction electrodes 524 and 525 and the extraction electrodes 519 and 520 with respect to the piezoelectric bimorph element 211 polarized as shown in FIG. By applying V, the expansion and contraction of the upper part of the piezoelectric bimorph element 211 and the lower part of the piezoelectric bimorph element 211 is reversed and acts as a piezoelectric bimorph.

以上の説明からわかるように、圧電バイモルフ素子211の幅方向に電極引き出し面を設けており、上記のステップ413の工程において圧電バイモルフ素子211の幅方向はダイヤモンド砥石などにより適宜の寸法精度、面形状となるように加工する必要があり、外形加工によって内部電極511〜517を露出させて外部電極526、527、528と電気的に接続させる必要があるが、圧電バイモルフ素子211の長手方向は電極を露出させる必要がないので、特に寸法精度上の制約が無い限り長手方向を加工しなくてもよい。   As can be seen from the above description, an electrode lead-out surface is provided in the width direction of the piezoelectric bimorph element 211. In the step 413, the width direction of the piezoelectric bimorph element 211 is set to an appropriate dimensional accuracy and surface shape using a diamond grindstone or the like. It is necessary to expose the internal electrodes 511 to 517 by external processing and to electrically connect them to the external electrodes 526, 527, and 528, but in the longitudinal direction of the piezoelectric bimorph element 211, the electrodes are Since there is no need to expose, the longitudinal direction does not have to be processed unless there is a restriction on dimensional accuracy.

なお、分極時と駆動時では電圧の印加方法が異なっていたが、更に図35及び図36に示すよう、圧電素子の数が偶数のときと奇数のときとでは電圧の印加方法が異なることになる。図36は圧電素子の数が偶数のときで素子の左側が分極時の配線を示し、右側が駆動時の配線を示している。また、図37は圧電素子の数が奇数のときで素子の左側が分極時の配線を示し、右側が駆動時の配線を示している。なお、図35及び図36において、Aは電極を示し、Bは圧電素子を示している。   Although the voltage application method is different between polarization and driving, as shown in FIGS. 35 and 36, the voltage application method differs depending on whether the number of piezoelectric elements is even or odd. Become. In FIG. 36, when the number of piezoelectric elements is an even number, the left side of the element shows wiring at the time of polarization, and the right side shows wiring at the time of driving. In FIG. 37, when the number of piezoelectric elements is an odd number, the left side of the element shows wiring at the time of polarization, and the right side shows wiring at the time of driving. 35 and 36, A represents an electrode, and B represents a piezoelectric element.

また、工程の効率を高めるために、圧電バイモルフ素子211を個々に焼成するのではなく、上記のステップ410に示したように適宜の数量を並べこれを一体として基板化して焼成することが望まれる。この場合、圧電バイモルフ素子211間の寸法は、焼成収縮率や、外形加工時の砥石幅などを考慮して設計する必要がある。この寸法算出については、焼成時の収縮率などを考慮する必要があるが、例えば図37に示すように、焼成後の基板(積層構造体)600を所定の精度で加工し、そのときに各引き出し電極519〜525が露出している必要がある。しかし、例えば内部電極511〜517の印刷ずれやその他の要因により図38のような位置にあると、幅加工によって引き出し電極519〜525は露出せず、つまり電極の引き出しができない。このため、引き出し電極519〜525は、砥石加工によって確実に露出させるような寸法設定にする必要がある。その一方で、基板(積層構造体)600のサイズに対する圧電バイモルフ素子211の取り出し数を増やすためには、できるだけ切り幅Rの狭い砥石で加工することが望ましく、切り幅Rとしては0.5mm以下で行うことが可能である。幅加工によって確実に引き出し電極519〜525を露出させるためには、図39に示すように、隣り合う圧電バイモルフ素子211に引き出し電極519〜525をオーバーラップさせる。図39は、特に引き出し部分を抽出した断面図である。図39に示すように、隣り合う圧電バイモルフ素子211に引き出し電極519〜525がオーバーラップするようにしておくと、これを幅加工すると図40に示すようにオーバーラップ電極601も露出する。本来電気的に取り出す必要が有るのは太いラインの引き出し電極519〜525であるが、図41に示すようにオーバーラップして露出したオーバーラップ電極601は外部電極526、527、528の密着強度を高める効果が期待できる。これはセラミック面よりも電極材に対して外部電極526、527、528の密着強度が高いことによる。   In addition, in order to increase the efficiency of the process, it is desired that the piezoelectric bimorph elements 211 are not fired individually but are arranged in an appropriate quantity as a substrate as shown in step 410 and fired. . In this case, the dimensions between the piezoelectric bimorph elements 211 need to be designed in consideration of the firing shrinkage ratio, the grindstone width during external processing, and the like. For this dimension calculation, it is necessary to consider the shrinkage rate at the time of firing, for example, as shown in FIG. 37, the fired substrate (laminated structure) 600 is processed with a predetermined accuracy, and each time The extraction electrodes 519 to 525 need to be exposed. However, for example, if the internal electrodes 511 to 517 are at a position as shown in FIG. 38 due to printing misalignment or other factors, the extraction electrodes 519 to 525 are not exposed due to the width processing, that is, the electrodes cannot be extracted. For this reason, the lead electrodes 519 to 525 need to be dimensioned so as to be surely exposed by grinding wheel processing. On the other hand, in order to increase the number of piezoelectric bimorph elements 211 to be taken out with respect to the size of the substrate (laminated structure) 600, it is desirable to process with a grindstone having a cutting width R as small as possible, and the cutting width R is 0.5 mm or less. Can be done. In order to reliably expose the extraction electrodes 519 to 525 by the width processing, the extraction electrodes 519 to 525 are overlapped with the adjacent piezoelectric bimorph elements 211 as shown in FIG. FIG. 39 is a cross-sectional view in which a drawer portion is particularly extracted. As shown in FIG. 39, if the extraction electrodes 519 to 525 overlap with adjacent piezoelectric bimorph elements 211, the overlap electrode 601 is also exposed as shown in FIG. Originally, it is necessary to electrically extract the thick-line lead electrodes 519 to 525. However, as shown in FIG. 41, the overlap electrode 601 which is overlapped and exposed has the adhesion strength of the external electrodes 526, 527 and 528. The effect of increasing can be expected. This is because the adhesion strength of the external electrodes 526, 527, and 528 to the electrode material is higher than that of the ceramic surface.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment.

例えば、圧電バイモルフアクチュエータは、撮像装置のオートフォーカスのために用いていもよい。   For example, the piezoelectric bimorph actuator may be used for autofocusing of the imaging apparatus.

また、上記の移動装置は、レンズの移動だけでなく、様々な用途に活用することができる。   In addition, the moving device can be used not only for moving the lens but also for various purposes.

本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの概略的構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 第1の圧電バイモルフアクチュエータ及び第2の圧電バイモルフアクチュエータの概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a 1st piezoelectric bimorph actuator and a 2nd piezoelectric bimorph actuator. 圧電バイモルフ素子と軸連結部材の接続構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the connection structure of a piezoelectric bimorph element and a shaft coupling member. 図3に示した圧電バイモルフ素子と軸連結部材の接続構造の平面図である。It is a top view of the connection structure of the piezoelectric bimorph element and the shaft coupling member shown in FIG. 圧電バイモルフ素子と軸連結部材の接続構造の他の例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the other example of the connection structure of a piezoelectric bimorph element and a shaft coupling member. 図5に示した圧電バイモルフ素子と軸連結部材の接続構造の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a connection structure between the piezoelectric bimorph element and the shaft coupling member shown in FIG. 5. 対象物の軸と軸連結部材の長孔との関係を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the relationship between the axis | shaft of a target object, and the long hole of a shaft connection member. 圧電バイモルフ素子の先端部の変位量を示した図である。It is the figure which showed the displacement amount of the front-end | tip part of a piezoelectric bimorph element. 軸連結の部分にグリスが充填されやすい構造を示した平面図である。It is the top view which showed the structure where grease is easily filled in the part of a shaft connection. 軸連結の部分にグリスが充填されやすい構造を示した側面図である。It is the side view which showed the structure where grease is easily filled in the part of a shaft connection. 手振れ補正機構の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a camera-shake correction mechanism. 図11に示した手振れ補正機構の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the camera-shake correction mechanism shown in FIG. 第1及び第2の圧電バイモルフアクチュエータの駆動周波数とレンズの変位量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the drive frequency of a 1st and 2nd piezoelectric bimorph actuator, and the displacement amount of a lens. 第1及び第2の圧電バイモルフアクチュエータの駆動電圧とレンズの変位量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the drive voltage of a 1st and 2nd piezoelectric bimorph actuator, and the displacement amount of a lens. 手振れ補正機構の他の例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the other example of a camera shake correction mechanism. 図15に示した第1の圧電バイモルフアクチュエータと第1の保持部材と連結部分を示す図である。It is a figure which shows the 1st piezoelectric bimorph actuator shown in FIG. 15, a 1st holding member, and a connection part. 図15に示した第1の圧電バイモルフアクチュエータと第1の保持部材と連結部分の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a 1st piezoelectric bimorph actuator shown in FIG. 15, a 1st holding member, and a connection part. 図15に示した第1の圧電バイモルフアクチュエータと第1の保持部材と連結部分の更に別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the 1st piezoelectric bimorph actuator shown in FIG. 15, a 1st holding member, and a connection part. 圧電バイモルフ素子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a piezoelectric bimorph element. 図19に示す圧電バイモルフ素子の平面図である。FIG. 20 is a plan view of the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 19. 図19に示す圧電バイモルフ素子の左側面図である。FIG. 20 is a left side view of the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 19. 図19に示す圧電バイモルフ素子の右側面図である。FIG. 20 is a right side view of the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 19. 図19に示す圧電バイモルフ素子を層毎に分解した概念図である。It is the conceptual diagram which decomposed | disassembled the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 19 for every layer. 第1の内部電極の平面図である。It is a top view of the 1st internal electrode. 第2の内部電極の平面図である。It is a top view of the 2nd internal electrode. 第3の内部電極の平面図である。It is a top view of the 3rd internal electrode. 外部電極が形成される以前の圧電バイモルフ素子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the piezoelectric bimorph element before an external electrode is formed. 図27に示す圧電バイモルフ素子の左側面図である。It is a left view of the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 図27に示す圧電バイモルフ素子の右側面図である。It is a right view of the piezoelectric bimorph element shown in FIG. 圧電バイモルフ素子の幅方向に3つの引き出し電極を形成した例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which formed three extraction electrodes in the width direction of a piezoelectric bimorph element. 圧電バイモルフ素子の一般的な製造方法を示す工程フローである。It is a process flow which shows the general manufacturing method of a piezoelectric bimorph element. 圧電バイモルフ素子の分極時の配線を示した図である。It is the figure which showed the wiring at the time of polarization of a piezoelectric bimorph element. 圧電バイモルフ素子の分極状態を示した概念的な図である。It is the conceptual diagram which showed the polarization state of the piezoelectric bimorph element. 圧電バイモルフ素子の駆動時の配線を示した図である。It is the figure which showed the wiring at the time of the drive of a piezoelectric bimorph element. 圧電素子の積層数が偶数のときの分極時及び駆動時の配線を示した図である。It is the figure which showed the wiring at the time of polarization and a drive when the lamination number of a piezoelectric element is an even number. 圧電素子の積層数が奇数のときの分極時及び駆動時の配線を示した図である。It is the figure which showed the wiring at the time of polarization and a drive when the lamination number of a piezoelectric element is an odd number. 焼成後の基板(積層構造体)の加工方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the processing method of the board | substrate (laminated structure) after baking. 焼成後の基板(積層構造体)の加工方法(不具合ありの場合)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the processing method (when there exists a malfunction) of the board | substrate (laminated structure) after baking. 隣り合う圧電バイモルフ素子に引き出し電極をオーバーラップさせることを説明するために引き出し部分を抽出した断面図である。It is sectional drawing which extracted the extraction part in order to demonstrate making an extraction electrode overlap with an adjacent piezoelectric bimorph element. オーバーラップ電極が露出した状態の圧電バイモルフ素子の斜視図である。It is a perspective view of a piezoelectric bimorph element in the state where an overlap electrode is exposed. オーバーラップ電極に外部電極を被せた状態の圧電バイモルフ素子の斜視図である。It is a perspective view of a piezoelectric bimorph element in a state where an external electrode is covered on an overlap electrode.

符号の説明Explanation of symbols

100 デジタルカメラ
101、104、213、235、236、256 軸
112 レンズ
120 撮像素子
200 手振れ補正機構
210 第1の圧電バイモルフアクチュエータ
211 圧電バイモルフ素子
214 長孔
215、231〜234、237〜240、252〜255、257、258 軸連結部材
216 対象物
220 第2の圧電バイモルフアクチュエータ
230 第1の保持部材
250 第2の保持部材
251 レンズ保持部
501〜508 圧電素子
509、510、526〜528 外部電極
511〜517 内部電極
518〜525 引き出し電極
601 オーバーラップ電極
100 Digital Camera 101, 104, 213, 235, 236, 256 Axis 112 Lens 120 Image Sensor 200 Camera Shake Correction Mechanism 210 First Piezoelectric Bimorph Actuator 211 Piezoelectric Bimorph Element 214 Slots 215, 231 to 234, 237 to 240, 252 255, 257, 258 Axis connecting member 216 Object 220 Second piezoelectric bimorph actuator 230 First holding member 250 Second holding member 251 Lens holding portions 501 to 508 Piezoelectric elements 509, 510, 526 to 528 External electrodes 511 517 Internal electrode 518-525 Lead electrode 601 Overlap electrode

Claims (12)

撮像素子と、
前記撮像素子に像を結像するためのレンズと、
前記レンズを移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータと
を具備することを特徴とする撮像装置。
An image sensor;
A lens for forming an image on the image sensor;
An imaging device comprising: a first piezoelectric bimorph actuator for moving the lens.
請求項1に記載の撮像装置であって、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、手振れ補正のために前記レンズを前記レンズの光軸と直交する第1の方向に移動させることを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1,
The first piezoelectric bimorph actuator moves the lens in a first direction orthogonal to the optical axis of the lens for camera shake correction.
請求項2に記載の撮像装置であって、
前記レンズ側に取付けられ、前記光軸及び前記第1の方向と直交する第2の方向に軸方向を有する第1の軸を有し、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、前記第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、前記第1の圧電バイモルフ素子の先端部に取付けられ、前記第1の軸が係合し、前記光軸の方向が長径の長孔を有する第1の軸連結部材とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 2,
A first axis attached to the lens side and having an axial direction in a second direction orthogonal to the optical axis and the first direction;
The first piezoelectric bimorph actuator is attached to the first piezoelectric bimorph element of the cantilever type that can be displaced in the first direction, and to the tip of the first piezoelectric bimorph element. An imaging device comprising: a first shaft coupling member having a long hole with a long diameter in the direction of the optical axis.
請求項2に記載の撮像装置であって、
手振れ補正のために前記レンズを前記レンズの光軸及び前記第1の方向と直交する第2の方向に移動させる第2の電圧バイモルフアクチュエータを更に具備することを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 2,
An image pickup apparatus, further comprising: a second voltage bimorph actuator that moves the lens in a second direction orthogonal to the optical axis of the lens and the first direction for camera shake correction.
請求項4に記載の撮像装置であって、
前記撮像装置が実装される部位に設けられた前記第1の方向に軸方向を有する前記第1の軸に対して前記第1の方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、前記第2の方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、前記第2の方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、前記第1の方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを更に具備し、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、前記第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、前記第2の方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第3の軸連結部材とを有し、
前記第2の圧電バイモルフアクチュエータは、前記第2の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、前記第1の方向に移動可能に前記第3の軸に係合する第4の軸連結部材とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 4,
A first shaft coupling member that is movably engaged in the first direction with respect to the first shaft that has an axial direction in the first direction provided in a site where the imaging device is mounted; A first holding member having a second shaft having an axial direction in the second direction;
A lens holding portion that holds the lens; a second shaft coupling member that engages with the second shaft so as to be movable in the second direction; and a third shaft that has an axial direction in the first direction. And a second holding member having
The first piezoelectric bimorph actuator engages with the second shaft movably in the second direction and a first cantilever-type piezoelectric bimorph element that can be displaced in the first direction. And a third shaft connecting member
The second piezoelectric bimorph actuator engages with the third shaft movably in the first direction, and a second piezoelectric bimorph element of a cantilever type that can be displaced with respect to the second direction. An imaging device comprising: a fourth shaft connecting member.
請求項5に記載の撮像装置であって、
前記第3の軸連結部材は、前記第2の方向に移動可能に前記第2の軸に係合する前記光軸の方向が長径の第1の長孔を有し、
前記第4の軸連結部材は、前記第1の方向に移動可能に前記第3の軸に係合する前記光軸の方向が長径の第2の長孔を有する
ことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5,
The third shaft connecting member has a first long hole having a long diameter in the direction of the optical axis that engages with the second shaft so as to be movable in the second direction,
The image pickup apparatus, wherein the fourth shaft connecting member has a second long hole having a long diameter in the direction of the optical axis that engages with the third shaft so as to be movable in the first direction.
請求項4に記載の撮像装置であって、
前記撮像装置が実装される部位に設けられた前記第1の方向に軸方向を有する前記第1の軸に対して前記第1の方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、前記第2の方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、前記第2の方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、前記第1の方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを更に具備し、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、前記第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、前記光軸の方向に実質的に伸縮可能に前記第1の保持部材に連結された伸縮連結部材とを有し、
前記第2の圧電バイモルフアクチュエータは、前記第2の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、前記第1の方向に移動可能に前記第3の軸に係合する第3の軸連結部材とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 4,
A first shaft coupling member that is movably engaged in the first direction with respect to the first shaft that has an axial direction in the first direction provided in a site where the imaging device is mounted; A first holding member having a second shaft having an axial direction in the second direction;
A lens holding portion that holds the lens; a second shaft coupling member that engages with the second shaft so as to be movable in the second direction; and a third shaft that has an axial direction in the first direction. And a second holding member having
The first piezoelectric bimorph actuator includes a cantilever type first piezoelectric bimorph element that can be displaced with respect to the first direction, and the first holding unit that is substantially extendable and contractible in the direction of the optical axis. A telescopic connecting member connected to the member,
The second piezoelectric bimorph actuator engages with the third shaft movably in the first direction, and a second piezoelectric bimorph element of a cantilever type that can be displaced with respect to the second direction. An imaging apparatus comprising: a third shaft coupling member that performs the following.
請求項1に記載の撮像装置であって、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、オートフォーカスのために前記レンズを前記レンズの光軸の方向に移動させることを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1,
The first piezoelectric bimorph actuator moves the lens in the direction of the optical axis of the lens for autofocusing.
対象物をX方向及びY方向に移動させる移動装置であって、
前記対象物をX方向に移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータと、
前記対象物をY方向に移動させるための第2の電圧バイモルフアクチュエータと、
所定の部位に設けられたX方向に軸方向を有する第1の軸に対してX方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、Y方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、
前記対象物を保持する保持部と、Y方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、X方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを具備し、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、X方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、Y方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第3の軸連結部材とを有し、
前記第2の圧電バイモルフアクチュエータは、Y方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、X方向に移動可能に前記第3の軸に係合する第4の軸連結部材とを有する
ことを特徴とする移動装置。
A moving device for moving an object in the X and Y directions,
A first piezoelectric bimorph actuator for moving the object in the X direction;
A second voltage bimorph actuator for moving the object in the Y direction;
A first shaft coupling member that is movably engaged in the X direction with respect to a first shaft having an axial direction in the X direction provided in a predetermined portion; and a second shaft having an axial direction in the Y direction; A first holding member having
A second portion having a holding portion for holding the object, a second shaft coupling member that engages with the second shaft so as to be movable in the Y direction, and a third shaft having an axial direction in the X direction. A holding member,
The first piezoelectric bimorph actuator includes a first cantilever-type piezoelectric bimorph element that is movable in the X direction, and a third shaft coupling that engages with the second shaft to be movable in the Y direction. And having a member
The second piezoelectric bimorph actuator includes a second piezoelectric bimorph element of a cantilever type that is movable in the Y direction, and a fourth shaft coupling that engages with the third shaft to be movable in the X direction. A moving device comprising: a member.
請求項9に記載の移動装置であって、
前記第3の軸連結部材は、Y方向に移動可能に前記第2の軸に係合するZ方向が長径の第1の長孔を有し、
前記第4の軸連結部材は、X方向に移動可能に前記第3の軸に係合するZ方向が長径の第2の長孔を有する
ことを特徴とする移動装置。
The mobile device according to claim 9,
The third shaft connecting member has a first long hole having a long diameter in the Z direction that engages with the second shaft so as to be movable in the Y direction.
The moving device, wherein the fourth shaft connecting member has a second long hole having a long diameter in the Z direction that engages with the third shaft so as to be movable in the X direction.
対象物をX方向及びY方向に移動させる移動装置であって、
前記対象物をX方向に移動させるための第1の圧電バイモルフアクチュエータと、
前記対象物をY方向に移動させるための第2の電圧バイモルフアクチュエータと、
所定の部位に設けられたX方向に軸方向を有する第1の軸に対してX方向に移動可能に係合する第1の軸連結部材と、Y方向に軸方向を有する第2の軸とを有する第1の保持部材と、
前記対象物を保持する保持部と、Y方向に移動可能に前記第2の軸に係合する第2の軸連結部材と、X方向に軸方向を有する第3の軸とを有する第2の保持部材とを具備し、
前記第1の圧電バイモルフアクチュエータは、X方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第1の圧電バイモルフ素子と、Z方向に実質的に伸縮可能に前記第1の保持部材に連結された伸縮連結部材とを有し、
前記第2の圧電バイモルフアクチュエータは、Y方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの第2の圧電バイモルフ素子と、Y方向に移動可能に前記第2の軸に係合するZ方向が長径の第1の長孔を有するる第3の軸連結部材とを有する
ことを特徴とする移動装置。
A moving device for moving an object in the X and Y directions,
A first piezoelectric bimorph actuator for moving the object in the X direction;
A second voltage bimorph actuator for moving the object in the Y direction;
A first shaft coupling member that is movably engaged in the X direction with respect to a first shaft having an axial direction in the X direction provided in a predetermined portion; and a second shaft having an axial direction in the Y direction; A first holding member having
A second portion having a holding portion for holding the object, a second shaft coupling member that engages with the second shaft so as to be movable in the Y direction, and a third shaft having an axial direction in the X direction. A holding member,
The first piezoelectric bimorph actuator includes a first cantilever-type piezoelectric bimorph element that can be displaced in the X direction, and an expansion / contraction that is connected to the first holding member so as to be substantially expandable / contractible in the Z direction. A connecting member,
The second piezoelectric bimorph actuator has a cantilever type second piezoelectric bimorph element that is movable in the Y direction, and a long axis in the Z direction that engages with the second shaft so as to be movable in the Y direction. And a third shaft connecting member having a first elongated hole.
対象物に設けられた軸を介して前記対象物を移動する圧電バイモルフアクチュエータであって、
前記軸の軸方向と直交する第1の方向に対して変移可能な片持ち梁タイプの圧電バイモルフ素子と、
前記圧電バイモルフ素子の先端部に取付けられ、前記軸が係合し、前記軸方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に長径の長孔を有する軸連結部材と
を具備することを特徴とする圧電バイモルフアクチュエータ。
A piezoelectric bimorph actuator that moves the object via an axis provided on the object,
A cantilever-type piezoelectric bimorph element capable of shifting with respect to a first direction orthogonal to the axial direction of the axis;
A shaft coupling member attached to the tip of the piezoelectric bimorph element, engaged with the shaft, and having a long hole with a long diameter in the axial direction and a second direction orthogonal to the first direction. Features a piezoelectric bimorph actuator.
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WO2022166677A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 宁波舜宇光电信息有限公司 Camera module, optical anti-shake method thereof, and electronic device
WO2022233289A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 宁波舜宇光电信息有限公司 Camera module, optical actuator, photosensitive assembly, and manufacturing method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114727003A (en) * 2021-01-05 2022-07-08 北京小米移动软件有限公司 Camera module, terminal equipment and anti-shake method of camera
CN114727003B (en) * 2021-01-05 2023-11-24 北京小米移动软件有限公司 Camera module, terminal equipment and camera anti-shake method
WO2022166677A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 宁波舜宇光电信息有限公司 Camera module, optical anti-shake method thereof, and electronic device
WO2022233289A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 宁波舜宇光电信息有限公司 Camera module, optical actuator, photosensitive assembly, and manufacturing method therefor

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