(57)【要約】【課題】小型化できるとともに高周波の電磁ノイズを受け難い電極基板を提供すること。【解決手段】絶縁材製の基板３１と、基板３１上の所定方向に沿って配設された複数系統からなる駆動用の電極パターン４０と、基板３１上に設けられ入力された低電圧電流を高電圧電流に昇圧させる昇圧回路６０と、基板３１上に設けられ昇圧回路６０から供給された高電圧電流を電極パターン４０にその系統毎に順次電圧を印加する高電圧スイッチングリレー回路５０とを備えている。【選択図】　図１
2004007961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材製の基板と、
この基板上の所定方向に沿って配設された複数系統からなる駆動用の電極群と、
上記基板上に設けられ入力された低電圧電流を高電圧電流に昇圧させる昇圧回路と、
上記基板上に設けられ上記昇圧回路から供給された上記高電圧電流を上記電極群にその系統毎に順次電圧を印加するリレー回路とを備えていることを特徴とする電極基板。
【請求項２】
上記電極群は上記基板の一方の面に形成され、
上記昇圧回路及びリレー回路は上記基板の他方の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極基板。
【請求項３】
固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられる可動子とを有する静電アクチュエータにおいて、
上記固定子は、電極基板と、
この電極基板を支持する支持部材とを備え、
上記電極基板は、絶縁材製の基板と、
この基板上の所定方向に沿って配設された複数系統からなる駆動用の電極群と、上記基板上に設けられ入力された低電圧電流を高電圧電流に昇圧させる昇圧回路と、上記基板上に設けられ上記昇圧回路から供給された上記高電圧電流を上記電極群にその系統毎に順次電圧を印加するリレー回路とを備えていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項４】
上記電極群は上記基板の一方の面に形成され、
上記昇圧回路及びリレー回路は上記基板の他方の面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の静電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気力で可動子を駆動する電極基板及びそれを用いた静電アクチュエータに関し、特にノイズを低減できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電アクチュエータは、例えば特開２００１−３４６３８５公報（特許文献１）可動子と、この可動子の移動空間が所定方向に設けられた略直方体状に形成された固定子とから構成されている。なお、固定子と可動子とのギャップは数ミクロン程度に設定されている。可動子には、固定子の内壁と対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極面が形成されており、固定子には、可動子の電極面と対向する位置に電極が形成された電極基板が装着されている。
【０００３】
このような構成をした静電アクチュエータにおいては、固定子の電極に所定の順序で電圧を供給することで、可動子を静電気力で駆動するようにしている。したがって、静電アクチュエータでは、電極相に与える電圧が数十Ｖから百数十Ｖ程度必要になるとともに、駆動制御用低電圧の他に、高圧電源及び高圧電源を固定子の電極に所定の順序で電圧を供給するためのスイッチング回路が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４６３８５公報（第１−２１頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した静電アクチュエータにあっては次のような問題があった。すなわち、高圧電源及びスイッチング回路が静電アクチュエータの外に設けられた構成となっているため、全体の構成が大きく複雑となっていた。
【０００６】
また、図５に示すような静電アクチュエータを用いたカメラモジュール２００においては基板２０１上に高電圧スイッチング回路２０２が設けられているため、他の回路、例えばＣＣＤを駆動するための回路が高周波の電磁ノイズを受けやすかった。
【０００７】
そこで本発明は、カメラモジュールを小型化できるとともにスイッチング回路からの高周波の電磁ノイズを受け難い構造とすることができ電極基板及び静電アクチュエータを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電極基板及び静電アクチュエータは次のように構成されている。
（１）絶縁材製の基板と、この基板上の所定方向に沿って配設された複数系統からなる駆動用の電極群と、上記基板上に設けられ入力された低電圧電流を高電圧電流に昇圧させる昇圧回路と、上記基板上に設けられ上記昇圧回路から供給された上記高電圧電流を上記電極群にその系統毎に順次電圧を印加するリレー回路とを備えていることを特徴とする。
（２）上記（１）に記載された電極基板であって、上記電極群は上記基板の一方の面に形成され、上記昇圧回路及びリレー回路は上記基板の他方の面に形成されていることを特徴とする。
（３）固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられる可動子とを有する静電アクチュエータにおいて、上記固定子は、電極基板と、この電極基板を支持する支持部材とを備え、上記電極基板は、絶縁材製の基板と、この基板上の所定方向に沿って配設された複数系統からなる駆動用の電極群と、上記基板上に設けられ入力された低電圧電流を高電圧電流に昇圧させる昇圧回路と、上記基板上に設けられ上記昇圧回路から供給された上記高電圧電流を上記電極群にその系統毎に順次電圧を印加するリレー回路とを備えていることを特徴とする静電アクチュエータ電極。
（４）上記（３）に記載された静電アクチュエータであって、上記電極群は上記基板の一方の面に形成され、上記昇圧回路及びリレー回路は上記基板の他方の面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータ１を示す斜視図、図２は静電アクチュエータ１に組み込まれた電極基板４０を示す平面図である。
【００１０】
静電アクチュエータ１は、固定子１０と可動子２０とを備えている。可動子２０は中空部を有する略直方体であり、固定子１０は貫通孔が所定方向に穿設された略直方体である。固定子１０の貫通孔に可動子２０が挿入され可動子２０は所定方向に移動可能である。なお、固定子１０と可動子２０との間隙は数ミクロン程度ある。
【００１１】
固定子１０には、支持部材１１と、この支持部材１１に支持されるとともに後述する可動子２０の電極面２１と対向する面に装着された一対の電極基板３０が形成されている。電極基板３０には、図２に示すように電極パターン４０が形成されている。可動子２０には、固定子１０の内壁と対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極面２１が微細加工された金型を用いた射出成型等により形成される。
【００１２】
電極基板３０は、シリコンチップからなる基板３１を備えており、この基板３１上に電極パターン（電極群）４０と、高電圧スイッチングリレー回路５０と、昇圧回路６０と、制御回路７０とが形成されている。
【００１３】
電極パターン４０は、可動子２０の移動方向に沿って形成された複数の系統からなる電極４１〜４４を備えている。高電圧スイッチングリレー回路５０は、電極４１〜４４へ高圧電流の通電のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることでその系統毎に順次電圧を印加するリレー回路５１〜５４を備えている。
【００１４】
図６に、リレー回路５１〜５４の回路構成例を示す。図中で右側にあるＰＭＯＳ、ＮＭＯＳが直接負荷につながる回路部分をＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、負荷（この場合、静電アクチュエータのキャパシタ）に電圧を加える場合（ハイサイド）は、図６（ａ）に示すように上側のＰＭＯＳがＯＮとなり、電圧をかけない場合（ローサイド）は、図６（ｂ）に示すように下側のＮＭＯＳがＯＮとなり負荷（静電アクチュエータのキャパシタにたまった電荷）が開放される。
【００１５】
なお、高電圧スイッチングリレー回路５０は、図６の回路を固定子電極の電極数（図２の場合は４系統）分だけ集積した高耐圧ＣＭＯＳプロセスを用いたカスタムＩＣとしてもよい。このデバイスのチップサイズとしては約３×３ｍｍ以下で製作することが可能である。
【００１６】
また、図３の回路は一例であり、固定子基板の上に乗せうるチップサイズに集約できれば、他の回路構成でも構わないことは言うまでもない。
【００１７】
昇圧回路６０は供給された低電圧電流を可動子２０の駆動に適した高電圧電流とするために昇圧させるＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、このＤＣ／ＤＣコンバータ６１を制御する制御部６２とを備えている。制御回路７０は外部から入力された制御信号に基づいてリレー回路５１〜５４を駆動する駆動制御部７１〜７４を備えている。
【００１８】
このような構成をした静電アクチュエータ１においては、固定子１０の電極パターン４０の各電極４１〜４４に順次高電圧電流を供給することで静電気力を発生させ、可動子２０を駆動するようにしている。
【００１９】
静電アクチュエータ１においては、高電圧スイッチングリレー回路５０と、昇圧回路６０をシリコンチップ上に１つに形成することにより、別に回路基板を設ける場合に比べ、基板構成の簡略化、省スペース化が図れ、装置全体を小型化することが可能となる。
【００２０】
また、カメラモジュールに用いた場合、基板上から高電圧スイッチングリレー回路を分離できる。このため、高電圧スイッチングリレー回路５０と他の回路（例えばＣＣＤの駆動回路等）との設置距離が増える。高周波の電磁ノイズ（ＥＭＩノイズ）の影響は設置距離に反比例して低下することから、結局ノイズの影響が出にくくなる。
【００２１】
図３は、電極基板の変形例に係る電極基板３０Ａを示す平面図である。図３において図２と同一機能部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００２２】
本変形例においては、高電圧スイッチングリレー回路５０、昇圧回路６０、制御回路７０が電極パターン４０に対し、可動子２０の駆動方向に対し直交する方向に隣接配置されている。このように構成することにより、可動子２０のストロークを短くすることなく基板３１のストローク方向の長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電極基板１００を示す図であって、（ａ）は表面の平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は裏面の平面図。図４において図２と同一機能部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
電極基板１００は、電極面を形成したチップ１１０と、高圧駆動回路を形成したチップ１２０を別々に製作し、各々のチップ１１０，１２０を背面でシリコン酸化膜１３０により接合したものである。電極パターン４０に供給する高電圧電流は、予めチップ１１０，１２０に設けたスルーホール１１１，１２１を介して供給するようにしている。
【００２４】
このような構造にすることにより、駆動力を発生する駆動電極をチップ全面に構成することが可能となり、駆動距離を大きくすることができるとともに、駆動力を大きくすることができる。また、アクチュエータのさらなる小型化が可能となる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態では、基板としてシリコンチップを例示したが、ガラス基板等の他の材質のものでもよい。また、制御回路を基板上に形成したが、基板外に設けるようにしても良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化できるとともに高周波の電磁ノイズを受け難い電極基板及び静電アクチュエータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータを示す斜視図。
【図２】同静電アクチュエータに組み込まれた電極基板を示す平面図。
【図３】同電極基板の変形例を示す平面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電極基板を示す図であって、（ａ）は表面の平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は裏面の平面図。
【図５】従来のカメラモジュールを示す斜視図。
【図６】高電圧スイッチングリレー回路の回路構成例を示す図。
【符号の説明】
１…静電アクチュエータ
１０…固定子
２０…可動子
３０，３０Ａ，１００…電極基板
４０…電極パターン（電極群）
５０…高電圧スイッチングリレー回路
６０…昇圧回路
７０…制御回路
【図１】
2004007961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004007961.tif 000006
【図５】
2004007961.tif 000007
【図６】
2004007961.tif 000008