聚合物元件、电子设备、相机模块和成像装置的制造方法_4

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诸如最大速度之类的特性。
[0130] 如上所述,在聚合物元件20中,因为除了具有分级的多孔结构的多孔碳材料 121(图2)之外,电极层22A和22B还包含金属氧化物,所W可同时提高离子移动速度和容 量。因而,与聚合物元件10相比,在聚合物元件20中可进一步提高诸如振幅、最大速度和 产生的力之类的特性。
[0131] 此外,因为不必增加聚合物元件20中的多孔碳材料121的量,所W可保持湿度依 赖性。此外,可容易地形成电极层22A和22B且同时抑制产生裂纹、剥离等。而且,还可抑 制电极层22A和22B的电阻增加。
[0132] 第S个实施方式
[0133] 图16显示了根据本发明第S个实施方式的聚合物元件(聚合物元件30)的剖面 构造。聚合物元件30的电极层(电极层32A和32B)包含在高分子材料中的多孔碳材料和 金属氧化物。在电极层32A和32B中,多孔碳材料不限于具有分级的多孔结构的多孔碳材 料。除了该一点之外,聚合物元件30具有与上述实施方式的聚合物元件20相同的构造,且 其操作和效果也相同。
[0134]在电极层32A和32B中包含与上述电极层22A和22B中所述的金属氧化物相同的 金属氧化物。除了具有分级的多孔结构的生物碳、人造多孔碳等之外,Ketjenblack(注册 商标)、介孔碳、triporous碳、碳黑、活性炭、活性炭cross、碳纤维、碳纳米管等可用于电极 层32A和32B的多孔碳材料。
[01巧]在聚合物元件30中,W与上述聚合物元件20中所述相同的方式,因为通过金属氧 化物的氧化还原反应产生的离子形成伪双层,所W容量增加。
[0136] 此外,在聚合物元件30中,因为除了金属氧化物之外,电极层32A和32B还包含多 孔碳材料,所W与仅由金属氧化物构成电极层的情形相比,其耐久性提高。
[0137] 图17比较并显示了其中电极层仅由金属氧化物构成的聚合物元件300的耐久性 和聚合物元件30的耐久性。在耐久性测试中,当重复操作聚合物元件30和300时检查操 作次数与振幅之间的关系。尽管在聚合物元件300中振幅随着操作次数增加而降低,但在 聚合物元件30中,即使当操作次数增加时,仍保持相同的振幅。如此,可确认聚合物元件30 具有比聚合物元件300高的耐久性。
[0138] 此外,通过电极层32A和32B中包含的多孔碳材料,抑制了离子移动速度的降低。
[0139] 应用例
[0140] 随后,将描述根据上述实施方式和变形例的聚合物元件的应用例(用于成像装置 的应用例;应用例1和2)。
[0141] 应用例1
[0142] 移动电话8的构造
[0143] 作为根据上述实施方式等的聚合物元件的应用例1的、设置有成像装置的电子设 备的一个例子,图18和19通过透视图显示了具有成像功能的移动电话(移动电话8)的示 意性构造。在移动电话8中,两个壳体81A和81B通过图中未示出的较链机构相连结,从而 能够自由折叠。
[0144] 如图18中所示,在壳体81A的一侧的表面上安装有多种类型的操作按键82,且在 其底端部中安装有麦克风83。操作按键82用于接收用户的预定操作并输入信息。麦克风 83用于在通话等过程中输入用户的声音。
[0145] 如图18中所示,在壳体81B的一侧的表面上安装有采用液晶显示面板等的显示 部84,且在其顶端部中安装有扬声器85。在显示部84上显示各种信息,如无线电波的接收 状态、电池余量、通话时他人的电话号码、被注册为电话本的内容(他人的电话号码、名字 等)、打出电话历史和打进电话历史。扬声器85用于在通话等过程中输出他人的声音等。
[0146] 如图19中所示,在壳体81A的另一侧的表面上安装有玻璃盖86,并在壳体81A内 与玻璃盖86对应的位置中设置有成像装置2。成像装置2由布置在物侧(玻璃盖86-侧) 上的相机模块4和布置在像侧(壳体81A的内部一侧)上的成像元件3构成。成像元件3 是获取通过相机模块4内的透镜(下面将描述的透镜40)成像的成像信号的元件。成像元 件3由其中例如安装有电禪合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CM0巧的图像传感器 形成。
[0147] 成像装置2的构造
[0148] 图20通过透视图显示了成像装置2的示意性构造示例,图21通过分解透视图显 示了成像装置2中的相机模块4的构造。
[0149] 相机模块4沿光轴Z1从像侧(成像元件3的成像表面3A-侧)到物侧顺序(沿Z 轴上的正方向)设置有支撑部件51、聚合物致动器元件531、透镜保持部件54、透镜40和聚 合物致动器元件532。聚合物致动器元件531和532由上述聚合物元件10,10A,20和30构 成。在此,图20中省略了透镜40。相机模块4还设置有固定部件52、连结部件551A,551B, 552A和552B、固定电极530A和530B、挤压部件56和孔元件57A和57B。在此,相机模块4 的除透镜40之外的部件对应于本发明中的"驱动透镜的驱动装置"(透镜驱动装置)的一 个具体例子。
[0150] 支撑部件51是用于支撑整个相机模块4的基础部件(基体)。
[0151] 固定部件52是用于固定聚合物致动器元件531和532的各个端部的部件。固定 部件52由从像侧(图20和图21中的下侧)到物侧(上侧)布置的下部固定部件52D、中 间(中部)固定部件52C和上部固定部件52U该=个部件形成。聚合物致动器元件531的 一端及固定电极530A和530B的一端分别布置成被夹持在下部固定部件52D与中间固定部 件52C之间。另一方面,聚合物致动器元件532的一端及固定电极530A和530B的另一端 分别布置成被夹持在中间固定部件52C与上部固定部件52U之间。此外,在上述固定部件 之中的中间固定部件52C中形成用于部分地夹持透镜保持部件54的一部分(下面将要描 述的保持部54B的一部分)的开口 52C0。由此,因为透镜保持部件54的所述部分能够在开 口 52C0内移动,所W可有效利用空间并可使相机模块4小型化。
[0152] 固定电极530A和530B是用于从下面所述的电压供给部59对聚合物致动器元件 531和532中的电极层(上述的电极层12A,12B,22A和22B)供给驱动电压Vd(下面所述的 图22A和图22B)的电极。固定电极530A和530B的每一个例如由金(Au)或者锻有金的金 属等形成并具有U形。由此,固定电极530A和530B的每一个夹持中间固定部件52C的顶 部和底部(沿Z轴的两个侧表面)并可通过少量配线对一对聚合物致动器元件531和532 并行施加同一电压。此外,在由锻有金的金属材料构成固定电极530A和530B的情形中,可 防止由于表面的氧化等导致的接触电阻劣化。
[0153] 透镜保持部件54是用于保持透镜40的部件且例如由诸如液晶聚合物之类的硬树 脂材料形成。透镜保持部件54如下布置,即中屯、位于光轴Z1上且由保持透镜40的环形保 持部54BW及支撑保持部54B并将保持部54B与下面所述的连结部件551A,551B,552A和 552B连接的连接部54A形成。此外,保持部54B布置在所述一对聚合物致动器元件531和 532中的下述驱动表面之间。
[0154] 聚合物致动器元件531和532每一个具有与透镜40的光轴Z1正交的驱动表面 狂-Y平面上的驱动表面)并且布置成驱动表面沿光轴Z1彼此相对。聚合物致动器元件531 和532每一个用于借由下面所述的连结部件551A,551B,552A和552B沿光轴Z1驱动透镜 保持部件54 (和透镜40)。
[0155] 连结部件551A,551B,552A和552B每一个是用于将聚合物致动器元件531和532 的另一端的每一个与连接部54A的端部彼此连结(连接)的部件。详细地说,连结部件551A 和551B的每一个连结在连接部54A的底端部与聚合物致动器元件531的另一端之间,连结 部件552A和552B的每一个连结在连接部54A的顶端部与聚合物致动器元件532的另一端 之间。希望的是,连结部件551A,551B,552A和552B的每一个例如由诸如聚酷亚胺膜之类 的柔性膜形成,且由小于等于聚合物致动器元件531和532每一个(优选相同或小于)的 刚性(弯曲刚性)的软材料形成。由此,在与聚合物致动器元件531和532的弯曲方向相 反的方向上,连结部件551A,551B,552A和552B有弯曲的自由度。因此,由聚合物致动器元 件531和532及连结部件551A,551B,552A和552B形成的悬臂的剖面形状画出了字母S形 的曲线。结果,连接部54A能够沿Z轴方向平行移动,且保持部54B(和透镜40)在保持相 对于支撑部件51平行状态的同时在Z轴方向上被驱动。在此,例如可使用弹性常数作为上 述刚性(弯曲刚性)。
[0156] 相机模块4的操作
[0157] 图22A和22B每一个通过侧面示图狂-X侧面示图)示意性地显示了相机模块4 的示意性构造示例,图22A显示了操作之前的状态,图22B显示了操作之后的状态。
[0158] 在相机模块4中,当从电压供给部59对聚合物致动器元件531和532供给驱动电 压Vd时,聚合物致动器元件531和532的另一端侧的每一个按照上述原理在Z轴方向上弯 曲。由此,透镜保持部件54被聚合物致动器元件531和532驱动,透镜40能够沿光轴Z1 移动(参照图22B中的箭头)。如此,在相机模块4中,通过使用聚合物致动器元件531和 532的驱动装置(透镜驱动装置)沿光轴Z1驱动透镜40。换句话说,相机模块4内的透镜 40沿光轴Z1移动并执行调焦或变焦。
[0159] 应用例2
[0160] 随后,将描述根据上述实施方式等的聚合物元件的应用例2的成像装置(相机模 块)。根据本应用例的成像装置也被整合到例如上述图18和图19中所示的具有成像功能 的移动电话8内。然而,尽管在应用例1的成像装置2中,聚合物元件(聚合物致动器元 件)被用作透镜驱动装置,但在下面所述的本应用例的成像装置中,聚合物元件被用作用 于驱动成像元件3的驱动装置。
[0161] 成像装置2A的构造
[0162] 图23通过侧面示图狂-X侧面示图)显示了根据本应用例的成像装置(成像装置 2A)的示意性构造示例。成像装置2A设置有用于将各种部件保持在基板60上的壳体61。
[0163] 在壳体61中形成有用于布置透镜40的开口部611,且在壳体61中设置有一对侧 壁部613A和613B及位于基板60上的底部612。一对板黃621和622的一个端侧固定在侧 壁部613A中,成像元件3借由连接部54A和支撑部64布置于板黃621和622的另一端侧 上。此外,聚合物致动器元件63的一个端侧固定在底部612上,聚合物致动器元件63的另 一端侧固定在支撑部64的底表面上。在此,在底部612上还布置有孔元件57A且在连接部 54A上与孔元件57A相对的位置中布置有孔元件57B。
[0164] 在此,在成像装置2A的部件之中,底部612、侧壁部613A、板黃621和622、聚合物 致动器元件63、支撑部64和连接部54A主要对应于本发明中的"驱动成像元件的驱动装 置"(成像元件驱动装置)的一个具体例子。
[01化]聚合物致动器元件63用于驱动上述的成像元件3并利用根据上述实施方式的聚 合物元件10,10A,20和30构成。
[0166] 成像装置2A的操作
[0167] 图24A和图24B每一个通过侧面示图狂-X侧面示图)示意性显示了成像装置 2A(上述成像元件驱动装置)的一部分,图24A显示了操作之前的状态,图24B显示了操作 之后的状态。
[0168] 在成像装置2A中,当从电压供给部(图中未示出)对聚合物致动器元件63供给 驱动电压Vd时,聚合物致动器元件63的其他端侧的每一个按照上述原理沿Z轴方向弯曲。 由此,连接部54A被聚合物致动器元件63驱动,成像元件3能够沿透镜40的光轴Z1移动 (参照图24B中的箭头)。如此,在成像装置2A中,通过使用聚合物致动器元件63的驱动 装置(成像元件驱动装置)沿透镜40的光轴Z1驱动成像元件3。由此,通过改变透镜40 与成像元件3之间的相对距离执行调焦或变焦。
[0169] 其他应用例
[0170] 图25A和图25B示意性地显示了根据
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