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公開番号2020171191
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201015
出願番号2020096631
出願日20200603
発明の名称アクチュエータ
出願人パイオニア株式会社
代理人個人,個人
主分類H02N 1/00 20060101AFI20200918BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】対向する2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を好適に制御しつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を好適に検出する。
【手段】アクチュエータ(1)は、第1部材(11)と、第1部材に対向する第2部材(12)とを備え、第1部材のうち第2部材に対向する第1対向面(111)には、第1制御電極(113)及び第1検出電極(114)が形成されており、第2部材のうち第1部材に対向する第2対向面(121)には、第2制御電極(123)及び第2検出電極(124)が形成されており、第1制御電極と第1検出電極とは及び/又は第2制御電極と第2検出電極とは、電気的に分離されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1部材と、
前記第1部材に対向する第2部材と
を備え、
前記第1部材のうち前記第2部材に対向する第1対向面には、第1制御電極、並びに、第1検出電極が形成されており、
前記第2部材のうち前記第1部材に対向する第2対向面には、前記第1制御電極に対向する第2制御電極、並びに、前記第1検出電極に対向する第2検出電極が形成されており、
前記第1制御電極と前記第1検出電極とは及び/又は前記第2制御電極と前記第2検出電極とは、電気的に分離されている
ことを特徴とするアクチュエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、対向する2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を制御する(例えば、動かす)ことが可能なアクチュエータに関する。
続きを表示(約 6,700 文字)【背景技術】
【0002】
このようなアクチュエータを採用する製品の一例として、特許文献1に開示されている光フィルタが例示される。特許文献1に開示されている光フィルタは、第1基板と、第1基板に対向する第2基板と、第1基板が第2基板に対向する第1対向面に設けられた第1反射膜と、第2基板が第1基板に対向する第2対向面に設けられた第2反射膜と、第1対向面に設けられた第1電極と、第2対向面に設けられた第2電極とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−191554号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された第1及び第2電極は、第1基板の状態を制御する(例えば、動かす)ことで第1基板と第2基板との間のギャップを制御する(つまり、変化させる)ために用いられている。ここで、ギャップを精度良く制御するためには、実際にギャップがどのような状態にあるか(言い換えれば、第1基板がどのような状態にあるか)を検出すると共に当該検出結果に基づいてギャップを制御することが好ましい。しかしながら、特許文献1に開示された光フィルタは、ギャップを制御するために用いられる第1電極及び第2電極を備えているに過ぎないため、実際にギャップがどのような状態にあるかを検出することができないという技術的問題点が生ずる。
【0005】
一方で、特許文献1に開示された光フィルタにおいても、ギャップを制御するために用いられる第1電極及び第2電極を用いて、実際にギャップがどのような状態にあるかを検出することができるとも考えられる。しかしながら、ギャップを制御するための信号と、ギャップの状態を検出するための信号とが同一の電極(つまり、第1及び第2電極)に混在して流れることになる。従って、ギャップを制御し且つギャップの状態を検出するための信号処理回路の構成が複雑になってしまうという技術的問題点が生ずる。
【0006】
尚、上述した技術的問題点は、上述した光フィルタに限らず、対向する2つの部材の状態を制御する任意の構造体(例えば、アクチュエータ)においても同様に生じ得る。
【0007】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、比較的容易に、対向する2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を制御しつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を検出することが可能なアクチュエータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するアクチュエータは、第1部材と、前記第1部材に対向する第2部材とを備え、前記第1部材のうち前記第2部材に対向する第1対向面には、第1制御電極、並びに、第1検出電極が形成されており、前記第2部材のうち前記第1部材に対向する第2対向面には、前記第1制御電極に対向する第2制御電極、並びに、前記第1検出電極に対向する第2検出電極が形成されており、前記第1制御電極と前記第1検出電極とは及び/又は前記第2制御電極と前記第2検出電極とは、電気的に分離されている。
【0009】
本発明のこのような作用及び利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施例のアクチュエータの上面図及びI−I’断面図である。
第1センサ電極及び第2センサ電極の間の間隔と第1センサ電極及び第2センサ電極の静電容量との関係を示すグラフである。
第2実施例のアクチュエータの上面図及びIII−III’断面図である。
第3実施例のアクチュエータの上面図及びIV−IV’断面図である。
第4実施例のアクチュエータの上面図及びV−V’断面図である。
第5実施例のアクチュエータの上面図及びVI−VI’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明のアクチュエータの実施形態について順に説明する。
【0012】
<1>
本実施形態のアクチュエータは、第1部材と、前記第1部材に対向する第2部材とを備え、前記第1部材のうち前記第2部材に対向する第1対向面には、(i)第1制御電極、並びに、(ii)前記第1制御電極とは異なる第1検出電極が形成されており、前記第2部材のうち前記第1部材に対向する第2対向面には、(i)前記第1制御電極に対向する第2制御電極、並びに、(ii)前記第1検出電極に対向する第2検出電極が形成されており、
前記第1制御電極と前記第1検出電極とは及び/又は前記第2制御電極と前記第2検出電極とは、電気的に分離されている。
【0013】
本実施形態のアクチュエータによれば、第1部材と第2部材とが互いに対向している。第1部材は、第2部材に対向する(言い換えれば、第2対向面に対向する)第1対向面を含んでいる。第1対向面には、2種類の電極(つまり、第1制御電極及び第1検出電極)が形成されている。第2部材は、第1部材に対向する(言い換えれば、第1対向面に対向する)第2対向面を含んでいる。第2対向面には、2種類の電極(つまり、第2制御電極及び第2検出電極)が形成されている。
【0014】
本実施形態では特に、第1制御電極と第1検出電極とは及び/又は第2制御電極と第2検出電極とは、電気的に分離されている。例えば、アクチュエータの第1の態様では、第1制御電極と第1検出電極とが電気的に分離されており、且つ、第2制御電極と第2検出電極とが電気的に分離されている。例えば、アクチュエータの第2の態様では、第1制御電極と第1検出電極とが電気的に分離されている一方で、第2制御電極と第2検出電極とが電気的に分離されていなくてもよい。例えば、アクチュエータの第3の態様では、第2制御電極と第2検出電極とが電気的に分離されている一方で、第1制御電極と第1検出電極とが電気的に分離されていなくてもよい。
【0015】
尚、「AとBとが電気的に分離されている」状態とは、AとBとが電気的に導通していない(つまり、電気的に接続されていない)状態を意味する。言い換えれば、「AとBとが電気的に分離されている」状態とは、AとBとが電気的に独立している状態を意味する。
【0016】
このように、本実施形態のアクチュエータによれば、第1部材及び第2部材の夫々に2種類の一対の電極が形成される。このため、アクチュエータは、これら2種類の一対の電極のうちの一方の種類の一対の電極(例えば、第1及び第2制御電極)を、第1の用途のために用いることができる。一方で、アクチュエータは、これら2種類の一対の電極のうちの他方の種類の一対の電極(例えば、第1及び第2検出電極)を、第1の用途とは異なる第2の用途のために用いることができる。従って、本実施形態のアクチュエータでは、第1の用途のための動作を行いながら、第2の用途のための動作を行うことができる。
【0017】
具体的には、例えば、アクチュエータは、これら2種類の一対の電極のうちの一方の種類の一対の電極(例えば、第1及び第2制御電極)を、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御するために用いることができる。一方で、アクチュエータは、これら2種類の一対の電極のうちの他方の種類の一対の電極(例えば、第1及び第2検出電極)を、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するために用いることができる。従って、アクチュエータは、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方が実際にどのような状態にあるかを検出しながら、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御することができる。従って、2種類の一対の電極が形成されていないアクチュエータと比較して、本実施形態のアクチュエータは、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を精度良く制御することができる。
【0018】
加えて、本実施形態のアクチュエータでは、第1制御電極と第1検出電極とは及び/又は第2制御電極と第2検出電極とは、電気的に分離されている。このため、アクチュエータは、第1の用途のために第1及び第2制御電極を流れる信号と第2の用途のために第1及び第2検出電極を流れる信号とが電気的に分離した状態で、これら2種類の信号を取り扱うことができる。従って、第1制御電極と第1検出電極とが電気的に分離されておらず且つ第2制御電極と第2検出電極とが電気的に分離されていないアクチュエータと比較して、本実施形態のアクチュエータでは、第1の用途のための信号処理を行い且つ第2の用途のための信号処理を行うための信号処理回路の構成が簡略化される。
【0019】
具体的には、例えば、アクチュエータは、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御するために第1及び第2制御電極を流れる信号と第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するために第1及び第2検出電極を流れる信号とが電気的に分離した状態で、これら2種類の信号を取り扱うことができる。従って、第1制御電極と第1検出電極とが電気的に分離されておらず且つ第2制御電極と第2検出電極とが電気的に分離されていないアクチュエータと比較して、本実施形態のアクチュエータでは、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御し且つ第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するための信号処理回路の構成が簡略化される。
【0020】
このように、本実施形態のアクチュエータは、比較的容易に、対向する2つの部材(つまり、第1及び第2部材)のうちの少なくとも一方に対する第1の用途のための動作を行いつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方に対する第2の用途のための動作を行うことができる。具体的には、例えば、本実施形態のアクチュエータは、比較的容易に、対向する2つの部材(つまり、第1及び第2部材)のうちの少なくとも一方の状態を制御しつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を検出することができる。
【0021】
<2>
本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記第1及び第2制御電極は、前記第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御するための電極であり、前記第1及び第2検出電極は、前記第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するため電極である。
【0022】
この態様によれば、アクチュエータは、比較的容易に、対向する2つの部材(つまり、第1及び第2部材)のうちの少なくとも一方の状態を制御しつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を検出することができる。
【0023】
<3>
本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記第1検出電極と前記第2検出電極との間の初期間隔は、前記第1制御電極と前記第2制御電極との間の初期間隔よりも小さい。
【0024】
この態様によれば、第1及び第2制御電極を用いた第1の用途のための動作と、第1及び第2検出電極を用いた第2の用途のための動作とを、夫々の要件を相応に満たしながら好適に行うことができる。尚、「初期間隔」とは、第1及び第2部材の夫々の状態が初期状態(例えば、第1及び第2部材の夫々の状態が制御されていない状態)にある時点での間隔を意味する。
【0025】
具体的な一例として、例えば、第1及び第2制御電極が第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御するための電極であり、且つ、第1及び第2検出電極が第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するため電極であるアクチュエータを想定する。
【0026】
このようなアクチュエータでは、典型的には、第1及び第2制御電極には第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御するための信号が供給される。その結果、第1及び第2制御電極に発生する静電力により、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態が制御される。この場合、第1及び第2制御電極の間の間隔が、第1及び第2制御電極の間の初期間隔に対して所定割合以上小さくなる(例えば、2/3になる)と、第1及び第2制御電極が接触し合うプルイン状態が発生する。プルイン状態が発生すると、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を制御することが困難になってしまう。このため、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態の制御量を相対的に大きくするためには、第1及び第2制御電極の間の初期間隔が相対的に大きいことが好ましい。
【0027】
一方で、このようなアクチュエータでは、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態を検出するために、第1及び第2検出電極の静電容量が検出される。というのも、第1及び第2検出電極の静電容量は、第1及び第2検出電極の間の間隔に依存して変化する。このため、第1及び第2検出電極の静電容量に基づいて、第1及び第2検出電極の間の間隔が検出可能である。その結果、第1及び第2検出電極の間の間隔から、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態が検出される。ここで、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態の検出精度は、実質的には、第1及び第2検出電極の間の間隔の検出精度に依存する。第1及び第2検出電極の間の間隔の検出精度は、第1及び第2検出電極の間の間隔の所定量の変化に対する第1及び第2検出電極の静電容量の変化量が大きくなるほど向上する。そうすると、第1及び第2検出電極の静電容量が第1及び第2検出電極の間の間隔に反比例することを考慮すれば、第1及び第2検出電極の間の初期間隔が相対的に小さくなるほど、第1及び第2検出電極の間の間隔の所定量の変化に対する第1及び第2検出電極の静電容量の変化量が大きくなる。従って、第1及び第2検出電極の間の間隔の検出精度(言い換えれば、第1及び第2部材のうちの少なくとも一方の状態の検出精度)を向上させるためには、第1及び第2検出電極の間の初期間隔が相対的に小さいことが好ましい。
【0028】
このように、2種類の一対の電極のうちの一方の種類の電極(例えば、第1及び第2制御電極)の間の初期間隔が相対的に大きいことが好ましい一方で、2種類の一対の電極のうちの他方の種類の電極(例えば、第1及び第2検出電極)の間の初期間隔が相対的に小さいことが好ましいという背反する要請が生じ得る。従って、この態様のアクチュエータでは、このような背反する要請に応えるために、第1検出電極と第2検出電極との間の初期間隔が、第1制御電極と第2制御電極との間の初期間隔よりも小さくなっている。従って、この態様のアクチュエータは、例えば、対向する2つの部材(つまり、第1及び第2部材)のうちの少なくとも一方の状態を好適に制御しつつ当該2つの部材のうちの少なくとも一方の状態を好適に検出することができる。
【0029】
<4>
本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記第1対向面には、一の前記第1検出電極と、他の前記第1検出電極とが形成されており、前記第2対向面には、前記一の第1検出電極に対向する一の前記第2検出電極と、前記他の第1検出電極に対向する他の前記第2検出電極とが形成されており、前記一の第1検出電極と前記一の第2検出電極との間の初期間隔は、前記他の第1検出電極と前記他の第2検出電極との間の初期間隔と異なる。
【0030】
この態様によれば、アクチュエータは、第1及び第2検出電極の組み合わせを複数備えている。特に、これら複数の組み合わせの夫々における第1及び第2検出電極の間の初期間隔は互いに異なる。このため、アクチュエータは、必要に応じて、第2の用途のための動作を行うために用いる第1及び第2検出電極の組み合わせを適宜変更することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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