(57)【要約】カメラ３０は可動レンズの位置決めに電気活性素子１１を使用する。この電気活性素子１１は短軸１３をまわる螺旋状に湾曲した連続した電気活性部材１２とされる電気活性構造体を有し、短軸自体も例えば長軸１４をまわる螺旋状に湾曲される。活性化されたときに短軸１３のまわりに曲がるように、連続した部材１２は少なくとも一つの電気活性物質の層を含む複数の層２１，２２による曲げ構造を有する。この曲がりに伴って、電気活性構造体は短軸のまわりに捩れを生じる。この捩れに伴って素子１１の両端１６の相対的な変位が生じる。これは短軸１３のまわりの捩れと短軸１３が湾曲している事実との組合わせによって生じる。電気活性素子１１のこの構造は小型で線形の変位を生じるので、カメラ３０のレンズの位置決めに好適となる。
2004530172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した短軸に沿って延在し、活性化されると短軸のまわりに捩れを生じると共にその両端の相対的な変位を生じるように構成されてその両端がレンズの位置決めのために連結されている電気活性構造体を備えた電気活性素子に対してレンズの位置決めのために連結された可動レンズを有するカメラ。
【請求項２】
短軸に沿って連続して配置され、活性化されると短軸のまわりに曲がるように構成された電気活性部分を電気活性構造体が有している請求項１に記載されたカメラ。
【請求項３】
電気活性構造体が短軸のまわりに湾曲する連続した電気活性部材を有し、前記電気活性部分は連続した部材の隣接する有限部分である請求項２に記載されたカメラ。
【請求項４】
連続した電気活性部材が短軸のまわりに螺旋状に湾曲する請求項３に記載されたカメラ。
【請求項５】
連続した電気活性部分が少なくとも一つの電気活性物質の層を含む複数の層の曲がり構造を有する請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項６】
電気活性部分が電気活性物質の二つの層で構成されるバイモルフ曲がり構造か、電気活性物質の三つ以上の層で構成されたマルチモルフ曲がり構造を有する請求項５に記載されたカメラ。
【請求項７】
電気活性構造体がその活性化のために電界を付与するための電極を含む請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項８】
短軸が螺旋の曲線として延在する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項９】
短軸が平面状の曲線として延在する請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１０】
電気活性構造体が圧電物質を含む請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１１】
圧電物質が圧電セラミックまたは圧電ポリマーである請求項１０に記載されたカメラ。
【請求項１２】
圧電物質がジルコン酸塩チタネート（ＰＺＴ）又はポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である請求項１１に記載されたカメラ。
【請求項１３】
ハウジングを含み、ハウジングに対してレンズが移動可能であり、電気活性構造体の両端がレンズとハウジングとにそれぞれ連結されている請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１４】
カメラの焦点合わせのためにレンズが移動可能である請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１５】
ズーム動作のためにレンズが移動可能である請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１６】
レンズがコンパウンド・レンズ・システムの一部である請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１７】
レンズを位置決めするために電気活性素子を活性化する制御回路さらに含む請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１８】
レンズが光を収縮する電気的像センサーをさらに含む請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【請求項１９】
レンズを位置決めするために制御回路が像センサーの出力に応答する請求項１７に従属する請求項１８に記載されたカメラ。
【請求項２０】
レンズの光軸のまわりに湾曲した短軸に沿って電気活性構造体が延在する請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載されたカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気活性素子（ｅｌｅｃｔｒｏ−ａｃｔｉｖｅ  ｄｅｖｉｃｅ）を使用したカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ・レンズは焦点合わせおよびズーム動作のために移動することが必要である。さもなければ、カメラは十分な焦点深度を得るために小口径レンズを有するものに制限されてしまう。レンズ位置の手動調整は可能であるが、電気的に駆動される調整機構を備えることが望ましい。
【０００３】
カメラ・レンズを駆動するために、電気コイル・モーターを使用することが知られている。しかしながらそれらのモーターは高価であり、価格の高い下面に使用されているだけである。また、電気コイル・モーターは比較的嵩ばり、その使用は小型化を制限することになる。
【０００４】
最近のＣＣＤおよびＣＭＯＳによる像形成技術の発展は小型で安価なデジタル・カメラの開発を可能にした。しかしながらそれらのカメラで自動焦点システムを有するものは非常に少ない。その理由は、現在の小型のレンズ位置決めシステムもカメラの価格に比較して高価過ぎるからである。
【０００５】
カメラ・レンズの位置決めに圧電モーターも知られているが、それらも高価である。他の周知の圧電作動装置は、適度に小型化した形態では十分な移動を行うことができない。
【０００６】
電気活性物質は、電気的状態の付与に応答して変形するか、これと逆に、変形されると電気的特性が変化する物質である。最も良く知られ、最も発展された形式の電気活性物質は圧電材料であるが、他の形式の電気活性物質には電気歪み物質や圧抵抗物質が含まれる。電気活性特性を使用する多くの素子が知られている。
【０００７】
最も簡単な圧電素子の形式は、ポーリング（ｐｏｌｉｎｇ）方向に活動電圧を加えることで伸縮モードに活性化される圧電物質ブロックである。しかしながらその圧電作用は小さくて１０−１０ｍ／Ｖ程度であり、寸法の変化は比較的小さく、典型的にはミクロンよりも小さい。従って、大きな変位を達成するために、さらに複雑な電気活性構造体が開発されている。
【０００８】
周知の電気活性構造体は、例えばバイモル曲がり構造のような曲がり構造である。曲がり構造によれば、電気活性構造体は複数の層を含み、少なくとも一つの層が電気活性物質で形成される。活性化されると、例えば一つの層が伸長し、他の層が伸縮するように、それらの層は互いに異なる長さ変化で変形を生じる。層は互いに結合された構造とされているので、長さ変化の差は層に対して直角の方向への曲がりを生じる。従って、その構造体の両端に相対的な変位が生じる。しかしながら、この相対的な変位は空間内で直線に沿わない。構造体が曲がって湾曲度合いが増大すると、両端の相対的な変位は空間内で曲線に沿って生じる。このような非線形の変位が生じるために、その素子をカメラ・レンズの位置決めに使用することは都合が悪い。
【０００９】
さらに、比較的大きな変位を得るためには、構造体の長さを大きくする必要があり、このことは都合が悪い。例えば、バイモル曲がり構造によって０．１ｍｍ程度の変位を得るためには、５ｃｍ前後の長さの構造体が典型的静脈内よとなる。従ってそのような素子は、カメラ・レンズの位置決めに使用するには十分に小型とは言えない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、レンズの位置決めのために電気活性素子に連結された可動レンズを有するカメラが提供される。この電気活性素子は、湾曲した短軸に沿って延在されて活性化されたときにその短軸のまわりに捩れるように、またそれに伴って両端の相対的な変位が生じるように構成された電気活性構造体を含み、構造体の両端はレンズを位置決めするために連結されている。
【００１１】
第一に、この電気活性素子の活性化を考える。この素子の両端間の相対的な変位は、この素子が湾曲した短軸に沿って延在していることから、活性化による短軸のまわりの構造体の捩れに伴って生じる。この電気活性素子は、湾曲物体の捩れが局部的な湾曲に対して直角方向の変位を生じるか、これと逆に湾曲物体の両端の変位がその長さに沿って捩れを生じるという物理的な原理を使用するものである。
【００１２】
この素子は、活性化されることで捩れを生じる電気活性構造体を使用する。湾曲した短軸に沿う構造体のいずれかの与えられた小さな部分について考えれば、その与えられた部分が隣接する部分を捩り、これによりそれらの部分を与えられた部分の局部的な湾曲に対して直角な反対方向へ相対的に変位させる様子が容易に想像できる。何故なら、短軸が湾曲している結果、それらの隣接部分は与えられた部分に対して角度を有して延在しているからである。従って、与えられた部分の捩れは、湾曲面に対して直角方向への隣接部分の相対的な変位を伴う。相対的な変位は与えられた部分の湾曲度合いと、捩れ大きさとに比例する。この素子の全体的変位は各部分の変位の組合せとなる。従って、活性化による全体的変位は構造体の両端の相対的な変位となる。
【００１３】
円または螺旋の弧に沿うように、長軸のまわりの一定した湾曲に沿って延在する短軸のために、活性化によって各部分は長軸に平行な同じ方向へ変位する。従って、構造体の端部の全体的な相対的変位は長軸に平行な直線的な変位となる。従って、本発明による電気活性素子は空間内で直線的な変位を生じ、カメラ・レンズの位置決めに好適なものとなる。
【００１４】
構造体の各部分が全体的な変位に関与するので、変位の度合いは短軸に沿う構造体の長さに比例する。従って、いずれの望まれる変位も素子の適当な設計により、特に短軸に沿う構造体の長さと、捩れ場（ｔｗｉｓｔｉｎｇ−ｆｉｅｌｄ）の応答強さを制御する構造形式との選定によって達成することができる。湾曲した短軸に沿って構造体が延在する結果、比較的小型の素子が形成される。一般に、短軸が沿って延在する湾曲は直線的な変位を生じるいずれの形状とすることもできる。
【００１５】
短軸が沿って延在する曲線として可能な一例は、円または螺旋の弧のような平面的なものである。この場合には、活性化による変位は湾曲面に直角な方向に生じる。相対的な変位の生じる方向の素子の厚さは電気活性構造体の厚さだけであり、比較的薄型の素子を作ることができる。
【００１６】
短軸が沿って延在する曲線として可能な他の例は螺旋である。この場合には、構造体の螺旋の各々の回旋部分が、まわりに螺旋の形成される幾何学上の長軸に沿う方向の変位に寄与する。従って、螺旋の回旋数に比例した大きさの変位が得られ、それ故に比較的小型の素子で比較的大きな変位が生じる。
【００１７】
電気活性素子はその特徴により比較的小型となる。このことは、その構造体の両端の変位がレンズの位置決め機構を駆動するようにカメラに容易に使用できることを意味する。典型的にカメラは、レンズが相対的に移動できるハウジングを含み、電気活性構造体の両端がレンズおよびハウジングのそれぞれに連結される。
【００１８】
特定の好適な配置においては、電気活性構造体はレンズの光軸まわりに湾曲される。これは、電気活性素子の構造体がレンズの光軸から離れる方向へ延在する範囲を制限するので、特定の小型構造を形成する。これに代えて、構造体の短軸が沿って延在する湾曲は素子の適当な作動のために固有であり、全体としてカメラを嵩張らせることなくレンズの外まわりに都合良く装着することができる。
【００１９】
従って上述した電気活性素子の使用は、比較的小型の構造でレンズ位置を直線的に駆動することができる。さらに、この電気素子は、電磁コイル・モーターを基本とするような他のレンズ位置決めシステムに比べて、特に周知の小型レンズ位置決めシステムに比べた場合に、比較的安価に製造できる。さらに本発明の電気活性素子は比較的高い位置決め精度を与え、その主な要因は印加される活性化のための電圧精度にある。
【００２０】
本発明は、典型的にレンズ構造の一部として、カメラの焦点合わせやズーム動作のために移動可能なレンズに適用することができる。本発明は、デジタル像の形成のためにレンズが光を照射する電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳセンサーのような電気的像センサーを有するカメラに典型的に適用することができる。この場合、電気活性素子の使用によって得られる利点は、電気的像センサーの使用によって得られる利点を補完する。像センサーの出力はレンズの位置決め制御に使用される。しかしながら本発明は写真フィルムに像を露光するカメラに等しく適用することができる。
【００２１】
電気活性素子の電気活性構造体は、短軸に沿って連続的に配置されて活性化により短軸のまわりに曲がるように構成された電気活性部分を含むことが好ましい。
【００２２】
電気活性構造体は活性化によって短軸のまわりに曲がると同時に短軸のまわりに構造体を捩る部分で構成される。その結果、電気活性部分は活性化によって曲がるいずれの構造も有することができる。好ましい構造は、少なくとも一つの電気活性物質の層を含む複数の層で構成された、好ましくは二つの層を有するバイモル曲がり構造で構成された周知の曲がり構造である。この構造は周知であり、真直な曲がり部材として適用されて特に製造が容易なことは理解される。曲がり構造が本発明の部分に適用された場合にも、同じ利点が得られる。しかしながら活性化によって曲がりを生じる他のいずれの構造も使用することができる。
【００２３】
この電気活性構造体は、短軸のまわりに湾曲された連続した電気活性部材で構成され、前記電気活性部分はこの連続部材の有限部分に隣接されることが好ましい。
【００２４】
この構造体は、例えば変形可能な連続した電気活性部材を巻いて成形することで特に容易に製造することができる。
【００２５】
連続する電気活性部材は短軸のまわりに螺旋状に湾曲することが好ましい。
【００２６】
短軸のまわりに螺旋状に湾曲する連続した電気活性部材を使用することで、多くの利点を得られる。第一に、短軸の長さに沿って一定した構造を形成することが容易であり、従って短軸の全長に沿う捩れ度合いを同じにすることができる。第二に、螺旋は製造が容易であり、例えば例えば変形可能部材を巻いて成形することや、螺旋体を管状の電気活性部材として切断することで製造できる。第三に、この素子は短軸のまわりの螺旋部材の回旋部分を互いに密接な状態にパックすることで小さくすることができる。
【００２７】
しかしながら電気活性構造体はこの他に、短軸のまわりに湾曲すると同時に捩れを生じるさまざまな形状を有することができる。例えば、短軸のまわりで捩れた平坦部材の形状の連続部材で構成される。さらに、連続する電気活性部材で構成される代わりに、電気活性構造体は互いに連結された複数の電気活性部分で構成されることができる。
【００２８】
さらに理解を得るために、本発明の実施例が非制限的な例として添付図面を参照して説明される。
【実施例１】
【００２９】
本発明によれば、可動レンズを有するカメラはレンズの位置決めのために電気活性素子を備えている。明確にするために、この電気活性素子を最初に説明し、その後にカメラ全体を説明する。
【００３０】
以下の説明で、電気活性素子は仮想上の短軸および長軸を基準に説明されるが、それらの軸は素子を想定し、また定義するうえで有用である。
【００３１】
本発明による第一の電気活性素子１が図１に示されている。この素子１は短軸３のまわりを螺旋状に湾曲してその短軸３に沿って延在する連続した電気活性部材２で構成される構造体を含む。短軸３は湾曲しており、短軸３の平面に直角、すなわち図１の紙面から突出する幾何学的な長軸４をまわる円弧である曲線として延在する。短軸３が平面状であるので、長軸４に平行な素子の厚さは電気活性部材２の螺旋構造体の厚さにすぎない。
【００３２】
本発明による第二の電気活性素子１１が図２に示されている。この素子２は、短軸１３に沿って延在するように短軸１３のまわりに螺旋状に湾曲する連続した電気活性部材１２で構成された構造体を含む。短軸１３は湾曲しており、幾何学的な長軸１４をまわる螺旋である曲線として延在する。電気活性素子１１は図２に示されており、いずれの回旋数も可能であるが三つの回旋のみ示された螺旋に沿って短軸が延在している。
【００３３】
図３は図１の第一の電気活性素子１の連続する部材２か、図２の第二の電気活性素子１１の連続する部材２の一部分を示す。第一の素子１および第二の素子２の両方に関して同じである部分２０の構造は、連続する部材２または１２の有限部分であり、従って電気活性部材２または電気活性部材１２は短軸３または短軸１３に沿って連続して配置された図３に示すような複数の隣接部分２０と考えることができる。従って、部分２０は図３に示すように短軸３または短軸１３のまわりの螺旋曲線の部分に沿って延在する。
【００３４】
図３は電気活性部分２０の構造を示す。この構造は、活性化されて一定の特性を示すようにするために、短軸３または短軸１３の全長に沿って一定していることが好ましい。これに代えて素子１または素子１１は、短軸３または短軸１３の長さに沿って、連続した部材２または部分部材２０の構造や短軸３または短軸１３のまわりに連続する部材２または部分２０の湾曲形状において幾分かの変化を有して設計することができる。
【００３５】
電気活性部分２０はバイモル曲がり構造を有しており、部分２０の長さに沿って延在する電気活性物質の二つの層２１，２２を含む。電気活性層２１または層２２は部分２０の幅を横断して短軸３または短軸１３に平行に延在することが好ましいが、短軸３または短軸１３のまわりの湾曲特性により連続する部材２または部材１２の電気活性部分２０の幾分かの歪みはあり得る。これに代えて、層２１または層２２は短軸３または短軸１３に対して角度をなして部分２０の幅を横断して延在し、電気活性部分２０に沿う一方の縁部が反対側の縁部よりも短軸３または短軸１３に接近するようになされることができる。
【００３６】
電気活性層２１または層２２は圧電物質であることが好ましい。この圧電物質は、例えばジルコン酸塩チタネート（ＰＺＴ）のような圧電セラミックや、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような圧電ポリマーなどのいずれかの適当な物質とされることができる。しかしながらこの電気活性層２１，２２の物質は、例えばそれが変形されたり歪みを与えられると電気抵抗が変化する圧抵抗物質、または電界を掛けることで収縮する電歪物質のようないずれの形式の電気活性物質とされることもできる。
【００３７】
電気活性部分２０はさらに電極２３〜２５を含み、これらの電極は圧電物質の層２１，２２に平行に延在する。外側の電極２３，２４は電気活性部分２０の反対両側にて電気活性層２１，２２の外側に備えられる。中央電極２５は電気活性層２１，２２の間に備えられる。電極２３〜２５は曲がりモードにおいてポーリング電圧を印加するため、および電気活性部分２０を作動させるために使用される。電気的な活性化により、活性化電圧が電極２３〜２５に印加される。活性化により電気活性層２１，２２は、中央電極２５で形成されるインターフェースにおいて互いに結合された層で拘束されていることから、長さが異なる変化を生じると共に部分２０の曲げが生じる。最大変位に関しては、電気活性層２１または層２２の一方が活性化されて伸長し、電気活性層２１または層２２の他方は収縮される。活性化およびポーリング電圧の相対的な方向および強さは、周知の線形の曲がり構造を有する電気活性素子と同じように選定される。例えば、中央電極２５を接地して外側の電極２３，２４の両層に同じ極性のポーリング電圧を印加することで、電気活性層２１，２２を極性化（ｐｏｌｅ）するための十分な強さのポーリング電が電気活性層２１，２２を横断して反対方向へ印加できる。この場合、電気活性部分２０は二つの外側の電極２３，２４に反対極性の電圧を印加して電気活性層２１，２２を横断して同方向に活性化電圧を印加することで、電気的に活性化される。
【００３８】
活性化により、その活性化電圧の極性に応じて短軸３および短軸１３に向かう方向か短軸３および短軸１３から離れる方向のいずれかに向かって電気活性部分２０は短軸３または短軸１３のまわりで曲がりを生じる。電気的な活性化により、活性化電圧は回路２６から電極２３〜２５に連結されている外部ターミナル２７を経て、曲がり構造を有する周知の真直な圧電素子で知られているように印加される。
【００３９】
電極２３〜２５に対する電気的接続は、曲がり構造を有する周知の真直な素子で知られているのと同じように、基本的にはその部分２０が一部を形成している素子の長さに沿ういずれかの点で、好ましくは端部にて行われる。好ましい技術は、曲がり構造を有する周知の真直な素子で知られているように、素子の幅を横断する異なる横方向位置にて、素子の端部で突出するフィンガ（図示せず）を電極に備えることである。
【００４０】
例えば、電気活性物質の層と不活性層とを含むユニモル曲がり構造や、複数の電気活物質の層を含むマルチモル曲がり構造のような曲がり構造も部分２０に等しく適用することができることが認識されるであろう。
【００４１】
図３に示した曲がり構造は簡単で製造し易いことから好ましいが、連続した部材２または部材１２は活性化により実際に短軸３または短軸１３のまわりに曲がるいずれの構造とすることもできる。例えば、この連続部材は本願と同時に出願された「電気活性要素および素子」と題する出願に記載されている形式の電気活性要素とされることができ、その出願でこの要素は、活性化されると幅を横断して曲がるように部材の長さに沿って延在する二対の電極を有する。
【００４２】
作動において、連続した部材２または部材１２の電気活性部分２０は短軸３または短軸１３のまわりに曲がる。連続した電気活性部材２または部材１２が短軸３または短軸１３のまわりに、特に螺旋状に曲がる結果、そのような曲がりは短軸３または短軸１３のまわりの連続した部材２または部材１２の捩りを伴う。これは、曲がりが緊縮するか弛緩することで連続した部材２または部材１２を短軸３または短軸１３のまわりに捩るように、連続した部材２または部材１２の回旋部として想定できる。連続した部材２または部材１２の捩れは短軸３または短軸１３の全長に沿って生じ、図１の第一の素子１において符号５，６を付した、また図２の第二の素子１１において符号１５，１６を付した構造体の両端の相対的な回転を生じる。
【００４３】
連続した部材２または部材１２は、例えば短軸のまわりの平坦部材の捩れによって形成されるような形状を有することにより、このような捩れを生じるために螺旋以外の湾曲形状にて短軸３または短軸１３のまわりに湾曲できることが認識されるであろう。また、連続する部材以外の構造体も短軸のまわりに捩れを生じるために適用できることが認識されるであろう。例えば、電気活性構造体は短軸に沿って連続して配置されて互いに結合された複数の電気活性部分で構成し、各個の部分の曲がりが隣接部分を短軸のまわりで捩り、全体として構造体の捩れを生じるようにすることができる。これに代えて、電気活性構造体は本願と同時に出願され、分割モード（ｓｈｅａｒ  ｍｏｄｅ）で活性化される電気活性要素で構成できる複数の電気活性捩り作動子を含む「圧電素子」と題する出願に記載されている形式の素子とすることができる。
【００４４】
図１の第一の素子１を考えると、短軸３のまわりの連続した部材２の捩れは、短軸３の湾曲に直角な、すなわち長軸４に平行な素子の両端５，６の相対的な変位を伴う。端部５，６の相対的な変位は短軸３の湾曲と組合う短軸３のまわりの連続した部材２の捩りよって発生する。湾曲した物体の捩れがその局部的な湾曲に直角な方向の物体両端の相対的な変位を引き起こすことは避けられないことである。
【００４５】
同様に、図２の第二の素子２の活性化により、短軸１３のまわりの連続した部材１２の捩れは、長軸１４に平行な素子１５，１６の両端の相対的な変位を伴う。再び述べるが、この相対的な変位は短軸１３の湾曲と組合う短軸１３のまわりの連続した部材１２の捩りよって発生する。この場合、いずれかの与えられた構造体の部分で生じた短軸１３に沿う相対的な変位は、その部分の両端の、短軸１３の局部的な湾曲に直角な方向の相対的な変位を生じる。素子１１の端部１５，１６の全体的な変位は全ての部分の変位の合計であり、長軸１４に平行な全体的な相対変位として生じる。
【００４６】
部材２または部材１２の正確な構造および寸法、および電気活性構造体の形状は所望の応答性を生じるように自由に変更することができる。適当な部材２または部材１２は、短軸３または短軸１３のまわりの４ｍｍ径の小螺旋として巻かれた０．５ｍｍ厚のテープを有する。これにより小湾曲が３０ｍｍ径の円弧の約４分の３をまわって延在する第一の素子１が形成されるとき、観察される変位は約±６ｍｍである。同様に、この構造が、小湾曲が３０ｍｍ径の螺旋の２０回旋部分に沿って延在する第二の素子１１を形成するのに使用されるならば、これは約±１２０ｍｍの変位を生じる。
【００４７】
一般に、本発明による素子の構造体が沿って延在する短軸はいずれかの曲線に追従し、構造体の両端に生じる変位はその曲線に沿う構造体の各部分が生じる変位の合計となる。しかしながら、素子の全ての部分が共通方向に相対変位を生じるように、また設計および製造が簡単になる理由により、第一の素子１および第二の素子１１の短軸の湾曲のように一定した湾曲が好ましい。
【００４８】
本発明によれば、第一の素子１および第二の素子１１は電気的に活性化されて端部５および端部６、または端部１５および端部１６の間に機械的な変位を生じるが、素子１および素子１１は機械的に活性化されることが可能で、その場合には端部５および端部６または端部素子１５，１６および端部１６の相対変位が電極２３〜２５を横断して電圧を発生する。
【００４９】
第一の電気活性素子１，１１の製造がここで説明される。
【００５０】
好ましい製造方法は、真直な短軸に沿って延在する電気活性構造体を最初に形成し、次にその真直な電気活性構造体が沿って延在するその短軸が湾曲されるように、その構造体を曲げてることである。
【００５１】
真直な短軸に沿う電気活性構造体のような連続した部材２または部材１２を形成するには、２つの好ましい技術がある。
【００５２】
第一の好ましい技術は、連続した部材２または部材１２を真直な部材として先ず形成し、次にこれを変形して真直な短軸のまわりに湾曲させることである。連続した部材２または部材１２の曲がり構造はそれ自体周知であり、曲がり構造を有する素子を製造するには、周知の技術のいずれかを適用することで連続した部材２または部材１２が形成できる。例えば、可塑化した材料の層２１，２２を共通押出しか、層２１，２２の共通カレンダー掛けによって連続した部材１２が先ず製造される。この代わりに、連続した部材２または部材１２は薄い層２１，２２を積層して形成できる。これらの薄い層は、セラミック粉末、ポリマーおよび溶剤の混合物を高せん断混合（ｈｉｇｈ  ｓｈｅａｒ  ｍｉｘｉｎｇ）し、続いて共通押出しおよびカレンダー掛けのようないずれかの適当な工程で形成される。これに代えて、テープの型成形や、セラミックスの業界でソルテック・プロセスとして知られているプレスのような技術を使用できる。
【００５３】
電極は、例えば共通押出しまたはカレンダー掛けによって連続部材２または部材１２の製造で一体部分として形成される。活性化電極２３〜２５や、それらの電極２３〜２５にアクセスできるようにするターミナル電極である他の電極は、プリント加工、無電解メッキ、加熱銀ペースト（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｆｉｒｅｄ−ｏｎ  ｓｉｌｖｅｒ  ｐａｓｔ）、または他のいずれかの適当な技術によって取付けられる。
【００５４】
第二の好ましい技術は、電気活性層２１，２２および電極２３〜２５の複層曲がり構造を備えた円筒または他のチューブとして連続部材を先ず製造し、次にその部材を螺旋に沿って切断して、その後に短軸を構成する円筒またはチューブの軸線のまわりに螺旋状に延在する連続した部材２または部材１２を残すことである。
【００５５】
その後、構造体が沿って延在する短軸を湾曲させるために、真直な構造体が曲げられる。
【００５６】
部材および構造体を変形させるために、最初に形成された部材に十分な可撓性が備わっていなければならない。適当な変形可能の電気活性物質は周知であり、変形性を向上させる成分ポリマーが典型的に含まれる。このような材料が成形された後、典型的に６００゜Ｃまでの温度で成分ポリマーが焼かれ、その後材料は典型的に１０００゜Ｃ〜１２００゜Ｃの高温でのさらに他の燒結工程を通して高密度化される。この場合、電気活性構造体は先ず拡大寸法に形成されて燒結時に発生し得る典型的に約１２〜２５％の線形の収縮を許容できるようにする。
【００５７】
周知部材の湾曲および構造体の曲げは成形具のまわりで行われる。成形具はその後に物理的に取除かれるか、溶融、焼失または溶解させて破壊することにより取除かれる。
【００５８】
上述した形式の電気活性素子を使用したカメラがここで説明される。電気活性素子は、円弧のまわりに延在する上述した第一の素子１と同じ構造を有すものとして説明され、図示されるが、これは単に図解のためであり、電気活性素子は上述したいずれかの形式の構造体を有することができる。しかしながら、カメラ３０の厚さを減少させる観点から、第一の電気活性素子１のように素子の構造体が沿って延在する湾曲した短軸が平面状である電気活性素子を使用することが好ましい。
【００５９】
本発明による第一のカメラ３０は図４および図５に示されている。カメラ３０はハウジング３１を含み、このハウジングは内部にてその後面３３に取付けられた電気的像センサー３２を有する。像センサー３２は電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳセンサーのようないずれの形式の像センサーとすることもできる。
【００６０】
ハウジング３１の前面３４にはレンズ・ユニット３５が取付けられ、このレンズ・ユニットは円筒形キャリヤ３７の内側に取付けたレンズ３６を含む。レンズ３６は光軸３８に沿って光を導き、像センサー３２上に像を形成する。キャリヤ３７はレンズ３６が光軸３８と平行に移動できるようにハウジング３１の前面３４に適当に取付けられる。レンズ３６のこの動きは、レンズ３６で形成された像を像センサー３２上に結像するための位置決めを可能にする。
【００６１】
レンズ３６の動作を駆動するために、上述した形式の電気活性素子４０がハウジング３１とレンズ３６との間に連結される。電気活性素子４０は、その構造体が沿って延在する短軸がレンズ３６の光軸３８のまわりに湾曲するように、好ましくは光軸３８に直角な平面内に位置するように、配置される。この結果、活性化されることで素子４０の端部４１，４２は光軸３８に平行な方向へ相対的に変位する。電気活性素子４０のイタ１はハウジング３１に連結されるのに対して、他端４２はレンズ・ユニット３５の円筒形キャリヤ３７に連結され、従ってレンズ３６に間接的に連結される。従って、電気活性素子４０の活性化はレンズ３６の光軸３８に平行な方向への動きを駆動して、カメラの焦点を調整する。
【００６２】
第一のカメラ３０の回路が図６に示されている。この回路はバッテリー４６で駆動される制御回路４５を含む。制御回路４５は像センサー３２の出力を受取りってそれを処理する。制御回路４５はまた通常の方法でカメラ３０の動作を制御し、そのためにいずれかの適当な形態を有し、典型的にはマイクロプロセッサとされる。これらの機能に加えて、制御回路４５は電気活性素子４０の電極２３〜２５に接続され、それを活性化させる活性化電圧を供給する。適用される活性化電圧の大きさは素子４０の端部４１，４２の変位の大きさを制御し、従って光軸３８に沿うレンズ３６の位置を制御して、カメラ３０の焦点を合わせる。
【００６３】
制御回路４５はカメラ３０のハウジング３１に備えられた手作動ボタン４７に落としてレンズ３６の位置を制御し、操作者が所望の焦点深度を指示できるようにする。この代わりに、制御回路４５は像センサー３２の出力に落としてレンズ３６の位置を制御する。この場合、制御回路４５は出力像信号から焦点深度を検出し、レンズ位置を制御して像の自動焦点合わせを行う。このために、制御回路４５は、例えば像センサー３２からの像出力のコントラストの最大化させるような、いずれかの周知の自動焦点アルゴリズム使用する。
【００６４】
本発明による第二のカメラは図７に示されている。以下に説明する相違を除いて、第二のカメラ５０は第一のカメラ３０と同じであり、従って共通する部材については同じ符号を使用し、その説明は繰り返さない。
【００６５】
第二のカメラ５０は第一のカメラ３０とコンパウンド・レンズ・システムを有することが相違する。特に第二のカメラ５０は第二のキャリヤ５３の内部に取付けられた第二のレンズ５２を含む第二のレンズ・ユニット５１をさらに備えている。第二のキャリヤ５３は上述した第一のレンズ・ユニット３５の第一のキャリヤ３７の内部にスライド可能に取付けられている。従って第二のレンズ５２は光軸３８に沿って第一のレンズ３６と同軸的に移動できる。第一のレンズ３６に対する第二のレンズ５２の相対的な位置は、二つのレンズ３６，５２で形成されるレンズ・システムの倍率を変化させ、これによりズーム動作を制御する。そのような第一のレンズ３６に対する第二のレンズ５２の動きを駆動するために、上述した形式の第二の電気活性素子５４が第一のレンズ・ユニット３５と第二のレンズ・ユニット５１との間に連結され、従って第一のレンズ３６と第二のレンズ５２とに間接的に連結される。従って、第二の電気活性素子５４の活性化は第一のレンズ３６に対する第二のレンズ５２の位置を制御し、従ってカメラ５０のズーム動作を制御する。
【００６６】
図６に示された電気回路も第二のカメラ５０に使用される。第一のカメラ３０と同じように、操作者の操作による手動制御に応答して、または、像センサー３２からの出力に応答する光のフィードバックを使用することによって、制御回路４５は活性化電圧を第二の電気活性素子５４の電極２３〜２５に印加する。
【００６７】
一般に、上述した形式の電気活性部材は、第一のカメラ３０におけるような単独レンズであろうと、第二のカメラ５０におけるようなコンパウンド・レンズ・システムのレンズであろうと、カメラのどのようなレンズも移動させることができる。この素子は、ハウジングに対して、またはコンパウンド・レンズ・システムの他のレンズに対して、またはその両方に対して、カメラのレンズを移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第一の電気活性素子の平面図である。
【図２】第二の電気活性素子の側面図である。
【図３】図１の第一の素子または図２の第二の素子の一部分の斜視図である。
【図４】本発明による第一のカメラの斜視図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿う第一のカメラの横断面図である。
【図６】第一のカメラおよび第二のカメラの電気回路の線図である。
【図７】本発明による第二のカメラの横断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１１  第一の電気活性素子
２，１２  電気活性部材
３，１３  短軸
４，１４  長軸
５，６  素子の端部
１１  第二の電気活性素子
１３  短軸
１４  長軸
１５，１６  素子
２０  電気活性部分
２１，２２  電気活性層
２３〜２５  電極
３０  第一のカメラ
３１  ハウジング
３２  像センサー
３３  後面
３４  前面
３５  レンズ・ユニット
３６  第一のレンズ
３７  キャリヤ
３８  光軸
４０  電気活性素子
４１，４２  端部
４５  制御回路
４６  バッテリー
４７  手作動ボタン
５０  第二のカメラ
５１  レンズ・ユニット
５２  第二のレンズ
５３  第二のキャリヤ
５４  第二の電気活性素子
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004530172.tif 000027
2004530172.tif 000028