(57)【要約】【課題】複数のアクチュエータを安定的に動作させることができる駆動装置を提供する。【解決手段】  制御部３０，４０が、それぞれの圧電素子６ａ，８ａ，１０ａに駆動信号を供給することによって、アクチュエータ６，８，１０を制御して繰り返し駆動状態及び駆動休止状態とし、更に、それぞれのアクチュエータ６，８，１０が互いに異なるタイミングで駆動休止状態に入るように制御する。このように、それぞれのアクチュエータ６，８，１０の駆動休止状態を互いに異なるタイミングとすることにより、電源回路６３の使用のタイミングをずらし、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動休止状態となる状況を回避又は低減すると共に、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動状態となって電流を供給しなければならないような状況を回避又は低減する。【選択図】図８
2010051056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号により伸縮する第１圧電素子、及び前記第１圧電素子に取り付けられると共に前記第１圧電素子の伸縮動作に応じて往復運動する第１駆動軸を有する第１アクチュエータと、
駆動信号により伸縮する第２圧電素子、及び前記第２圧電素子に取り付けられると共に前記第２圧電素子の伸縮動作に応じて往復運動する第２駆動軸を有する第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータがそれぞれ駆動状態及び駆動休止状態を繰り返すように、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に対して前記駆動信号をそれぞれ供給する駆動信号制御手段と、
を備え、
前記駆動信号制御手段は、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとが互いに異なるタイミングで駆動開始、または駆動休止状態に入るように、前記駆動信号を供給することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置を備え、
前記駆動装置により光学部材または光電変換素子を駆動させることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部材を駆動させる駆動装置及びその駆動装置を備える光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の駆動装置として、駆動信号により伸縮する圧電素子を有するアクチュエータを備え、各アクチュエータに駆動信号を出力して被駆動部材を移動させる駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の駆動装置は、駆動信号の波形を記憶し、駆動方向と駆動速度に基づき駆動信号の波形を変更して圧電素子へ供給することによってアクチュエータを制御するものである。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の駆動装置において、被駆動部材を高精度に移動するために、アクチュエータを繰り返し駆動状態及び駆動休止状態とすることによって、被駆動部材を細かく移動させるという制御方法を適用することが考えられる。また、移動量確認と移動量確認との間の駆動状態と駆動休止状態が１回のみであった場合は期待値と実際の移動量との差が大きくなるため、連続してアクチュエータへ入力される複数のパルス信号を所定のタイミングで間引くことにより複数回駆動休止状態を設け、これによって、移動量確認と移動量確認との間で、駆動状態と駆動休止状態とを繰り返すように制御することで期待値に対する偏差を小さくする制御方法（間引き駆動）を行うことが考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１５５２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような駆動装置に上述の間引き駆動を採用し、複数のアクチュエータを同時に制御する場合、駆動休止状態においては駆動装置全体として電流を消費しない一方、駆動状態においてはそれぞれのアクチュエータに供給する電流が重ね合わせられて駆動装置全体の瞬間消費電流が増大してしまう。これによって、電源の消費電流が不安定となり、アクチュエータの動作が不安定になってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、複数のアクチュエータを安定的に動作させることができる駆動装置及び光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る駆動装置は、駆動信号により伸縮する第１圧電素子、及び第１圧電素子に取り付けられると共に第１圧電素子の伸縮動作に応じて往復運動する第１駆動軸を有する第１アクチュエータと、駆動信号により伸縮する第２圧電素子、及び第２圧電素子に取り付けられると共に第２圧電素子の伸縮動作に応じて往復運動する第２駆動軸を有する第２アクチュエータと、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータがそれぞれ駆動状態及び駆動休止状態を繰り返すように、第１圧電素子及び第２圧電素子に対して駆動信号をそれぞれ供給する駆動信号制御手段と、を備え、駆動信号制御手段は、第１アクチュエータと第２アクチュエータとが互いに異なるタイミングで駆動開始、または駆動休止状態に入るように、駆動信号を供給することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る駆動装置によれば、駆動信号制御手段は、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータがそれぞれ駆動状態及び駆動休止状態を繰り返し、更に、それぞれのアクチュエータが互いに異なるタイミングで駆動開始または駆動休止状態に入るように、第１圧電素子及び第２圧電素子に対して駆動信号をそれぞれ供給する。このように、それぞれのアクチュエータの駆動開始または駆動休止状態を互いに異なるタイミングとすることにより、電源回路の使用のタイミングをずらすことができ、全てのアクチュエータが同時に駆動休止状態となる状況を回避又は低減すると共に、全てのアクチュエータが同時に駆動状態となって電流を供給しなければならないような状況を回避又は低減することができる。これによって、駆動装置全体の瞬間最大消費電流の増大を抑え、電源が平均的に電流を消費するようにすることが可能となり、複数のアクチュエータを安定的に動作させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る光学装置は、上述した駆動装置を備えて構成される。この光学装置によれば、上述した駆動装置を備えていることから、複数のアクチュエータを安定的に動作させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のアクチュエータを安定的に動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
本実施形態に係る撮像装置（光学装置）は、例えば撮像光学系と撮像素子を光軸方向と直交する方向に相対移動させて手振れ補正を行うものである。すなわち、手振れに応じて撮像光学系を移動させ、撮像素子との相対位置を変化させることで手振れを補正する。この撮像装置は、静止画を撮影するカメラ、動画を撮影するビデオカメラ、携帯電話に搭載されるカメラなどに適用される。
【００１２】
まず、本実施形態に係る撮像装置の機械的な構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置における撮像部及び手振れ補正機構の分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る撮像装置は、被写体の像を取得するための撮像光学系２と撮像素子１４とを備えている。撮像光学系２は、撮像素子１４に集光する光学系であり、撮影レンズを備えて構成されている。この撮像光学系２は、例えばホルダ２ａにレンズ（図示なし）を収容して構成される。撮像光学系２は、単体のレンズで構成してもよいし、複数のレンズによるレンズ群で構成してもよい。
【００１３】
撮像光学系２は、第２移動部材５に取り付けられており、撮像素子１４に対し光軸Ｏの方向（光軸方向）と直交する方向に相対移動可能に設けられている。第２移動部材５は、撮像素子１４を固定する撮像素子ホルダ１３に収容され、球体４で支持されることにより、撮像素子ホルダ１３及び撮像素子１４に対し光軸方向と直交する方向に相対移動可能となっている。このため、撮像光学系２は、第２移動部材５と共に撮像光学系２が移動することによって、撮像素子１４に対し光軸方向と直交する方向に相対移動することになる。
【００１４】
その際、撮像光学系２を第２移動部材５に対し光軸方向へ移動可能に取り付けることが好ましい。例えば、第２移動部材５に光軸方向へ向けた支持軸３を取り付け、その支持軸３に沿って撮像光学系２を移動可能に取り付ける。撮像光学系２を光軸方向へ移動させる第３アクチュエータ１０としては、第３圧電素子１０ａの伸縮により往復移動する第３駆動軸１０ｂを備えたものが用いられる。この第３アクチュエータ１０は、撮像光学系２を光軸方向へ移動させるアクチュエータとして機能するものである。第３圧電素子１０ａが第２移動部材５に取り付けられ、第３駆動軸１０ｂが撮像光学系２に摩擦係合される。第３駆動軸１０ｂの一端は、第３圧電素子１０ａに当接され、例えば接着剤を用いて接着されている。この第３駆動軸１０ｂは、長尺状の部材であり、例えば円柱状のものが用いられる。
【００１５】
摩擦係合構造としては、例えば、板バネにより第３駆動軸１０ｂを撮像光学系２のホルダ２ａに一定の押圧力で圧接した状態とし、第３駆動軸１０ｂが移動する際に一定の摩擦力を生じさせる構造とする。この摩擦力を超えるように第３駆動軸１０ｂが移動することにより、慣性により撮像光学系２の位置が維持される。一方、その摩擦力を超えないように逆方向へ第３駆動軸１０ｂが移動すると、撮像光学系２もその逆方向へ移動する。このような第３駆動軸１０ｂの往復移動を繰り返すことにより、第２移動部材５に対し相対的に撮像光学系２を移動させることができる。第３圧電素子１０ａには、その伸長速度と収縮速度を異ならせる電気信号が制御部（図示なし）から入力される。これにより、第３駆動軸１０ｂが異なる速度で往復移動し、撮像光学系２の移動制御を行うことができる。
【００１６】
このように、撮像光学系２を第２移動部材５に対し光軸方向へ移動可能に取り付けることにより、第２移動部材５に対し撮像光学系２のみを光軸方向へ移動させてフォーカシングを行うことができる。
【００１７】
撮像素子１４は、撮像光学系２により結像された像を電気信号に変換する撮像手段であり、撮像素子ホルダ１３に固定して取り付けられている。この撮像素子１４としては、例えばＣＣＤセンサが用いられる。
【００１８】
本実施形態に係る撮像装置は、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６を備えている。第１アクチュエータ８は、光軸方向と直交するヨー方向Ｘに撮像光学系２と撮像素子１４を相対移動させるアクチュエータである。この第１アクチュエータ８は、例えば、第１圧電素子８ａの伸縮により往復移動する第１駆動軸８ｂを備えたものが用いられる。第１駆動軸８ｂは、ヨー方向Ｘに向けて配置されている。第１圧電素子８ａは、撮像素子１４が固定される撮像素子ホルダ１３に取り付けられている。第１駆動軸８ｂは、第１移動部材１１に摩擦係合されている。第１駆動軸８ｂの一端は、第１圧電素子８ａに当接され、例えば接着剤を用いて接着されている。この第１駆動軸８ｂは、長尺状の部材であり、例えば円柱状のものが用いられる。
【００１９】
摩擦係合構造としては、例えば、板バネにより第１駆動軸８ｂを第１移動部材１１に一定の押圧力で圧接された状態とし、第１駆動軸８ｂが移動する際に一定の摩擦力を生じさせる構造とする。この摩擦力を超えるように第１駆動軸８ｂが移動することにより、慣性により第１移動部材１１の位置が維持される。一方、その摩擦力を超えないように逆方向へ第１駆動軸８ｂが移動すると、第１移動部材１１もその逆方向へ移動する。このような第１駆動軸８ｂの往復移動を繰り返すことにより、撮像素子１４に対し第１移動部材１１をヨー方向Ｘに沿って移動させることができ、撮像素子１４に対し相対的に撮像光学系２をヨー方向Ｘに移動させることができる。第１圧電素子８ａには、その伸長速度と収縮速度を異ならせる電気信号が制御部（図示なし）から入力される。これにより、第１駆動軸８ｂが異なる速度で往復移動し、撮像光学系２の移動制御を行うことができる。
【００２０】
なお、第１アクチュエータ８は、第１圧電素子８ａを第１移動部材１１側に取り付け、第１駆動軸８ｂを撮像素子ホルダ１３に摩擦係合させて構成する場合もある。
【００２１】
第２アクチュエータ６は、光軸方向と直交するピッチ方向Ｙに撮像光学系２と撮像素子１４を相対移動させるアクチュエータである。この第２アクチュエータ６と第１アクチュエータ８は、撮像光学系２と撮像素子１４を相対移動させる駆動手段（駆動装置）として機能するものである。
【００２２】
ピッチ方向Ｙは、光軸方向と直交しヨー方向Ｘと交差する方向に設定される。この第２アクチュエータ６は、例えば、第２圧電素子６ａの伸縮により往復移動する第２駆動軸６ｂを備えたものが用いられる。第２駆動軸６ｂは、ピッチ方向Ｙに向けて配置されている。第２圧電素子６ａは、第２移動部材５に取り付けられている。第２駆動軸６ｂは、第１移動部材１１に摩擦係合されている。第２駆動軸６ｂの一端は、第２圧電素子６ａに当接され、例えば接着剤を用いて接着されている。この第２駆動軸６ｂは、長尺状の部材であり、例えば円柱状のものが用いられる。
【００２３】
摩擦係合構造としては、例えば、板バネにより第２駆動軸６ｂを第１移動部材１１に一定の押圧力で圧接された状態とし、第２駆動軸６ｂが移動する際に一定の摩擦力を生じさせる構造とする。この摩擦力を超えるように第２駆動軸６ｂが一方向に移動することにより、慣性により第２移動部材５の位置が維持される。一方、その摩擦力を超えないように逆方向へ第２駆動軸６ｂが移動しようとすると、第２駆動軸６ｂは摩擦力によって静止したまま、第２移動部材５が一方向へ移動する。このような第２駆動軸６ｂの往復移動を繰り返すことにより、撮像素子１４に対し第２移動部材５をピッチ方向Ｙに沿って移動させることができ、撮像素子１４に対し相対的に撮像光学系２をピッチ方向Ｙに移動させることができる。第２圧電素子６ａには、その伸長速度と収縮速度を異ならせる電気信号が制御部（図示なし）から入力される。これにより、第２駆動軸６ｂが異なる速度で往復移動し、撮像光学系２の移動制御を行うことができる。
【００２４】
第１移動部材１１には、上述した摩擦係合によって第２アクチュエータ６が取り付けられている。このため、第１アクチュエータ８の作動により第１移動部材１１がヨー方向Ｘに移動することによって第２アクチュエータ６もヨー方向Ｘへ移動することとなる。
【００２５】
なお、第２アクチュエータ６は、第２圧電素子６ａを第１移動部材１１側に取り付け、第２駆動軸６ｂを第２移動部材５に摩擦係合させて構成する場合もある。
【００２６】
撮像装置には、位置検出用磁石９、ホール素子１５ａ、１５ｂが設けられている。位置検出用磁石９は、第２移動部材５に取り付けられた磁石であり、ホール素子１５ａ、１５ｂで検出できるだけの磁界を発生するものであれば足りる。ホール素子１５ａ、１５ｂは、位置検出用磁石９から発生する磁界の状態に基づいて撮像素子１４と撮像光学系２の光軸方向と直交する方向に対する相対位置を検出する磁気センサであり、例えば、基板１７に取り付けられる。このホール素子１５ａ、１５ｂは、光軸方向と直交する方向の相対位置を検出可能なものが用いられる。基板１７は、撮像素子ホルダ１３に取り付けられる配線基板であり、例えばＬ字形に屈曲されて用いられる。この基板１７には、圧電素子６ａ、８ａ、１０ａのリード線がそれぞれ基板１７に取り付けられている。
【００２７】
撮像装置には、フォトインタラプタ１６が設けられている。フォトインタラプタ１６は、撮像光学系２の位置検出を行う位置検出センサである。フォトインタラプタ１６は、基板１７に取り付けられ、撮像光学系２の近傍位置に配置される。フォトインタラプタ１６は、発光部と受光部を備え、発光部と受光部の間を通過する移動片２ｂの位置検出を通じて、撮像光学系２の光軸方向の位置を検出する。移動片２ｂは、撮像光学系２のホルダ２ａに形成され、撮像光学系２と一体となって移動する部材である。
【００２８】
撮像装置は、上カバー１を備えている。上カバー１は、撮像部及び手振れ補正機構を収容する撮像素子ホルダ１３の開口部分を被うカバーであり、被写体像を入射するための開口部１ａを形成している。
【００２９】
第１移動部材１１は、第１支持軸１２によりヨー方向Ｘに沿って移動可能に支持されている。第１支持軸１２は、ヨー方向Ｘに向けて配置される軸部材であって、撮像素子ホルダ１３に取り付けられている。この第１支持軸１２は、第１移動部材１１の軸受け部１１ａを貫通して設けられている。これにより、第１移動部材１１は、第１支持軸１２によって撮像素子１４に対しヨー方向Ｘのみに移動するように支持されている。
【００３０】
第２移動部材５は、第２支持軸７によりピッチ方向Ｙに沿って移動可能に支持されている。第２支持軸７は、ピッチ方向Ｙに向けて配置される軸部材であって、第２移動部材５に取り付けられている。この第２支持軸７は、第１移動部材１１の軸受け部１１ｂを貫通して設けられている。これにより、第２移動部材５は、第２支持軸７によって第１移動部材１１に対しピッチ方向Ｙのみに移動するように支持されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係る撮像装置の電気的構成を説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態に係る撮像装置は、第１制御部（駆動信号制御手段）３０を備えている。第１制御部３０は、撮像光学系２と撮像素子１４の光軸方向と直交する方向における相対移動を制御して手振れ補正を行う制御手段として機能するものである。この第１制御部３０は、例えばＣＰＵ、ドライバチップを内蔵するＬＳＩ（Large Scale Integration）などにより構成されており、詳細は後述する。第１制御部３０に接続されるジャイロセンサ５０は、手振れ量を検出する手振れ検出センサとして機能するものである。このジャイロセンサ５０は、防振ユニットの外部、すなわち撮像素子ホルダ１３の外部に配置されている。
【００３３】
第１制御部３０は、ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｘとホール素子１５ａの検出信号Ｓ２ｘを入力し、第１アクチュエータ８に駆動信号Ｓｘを出力する。ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｘは、ヨー方向Ｘ（Ｘ方向）の手振れ量に関する検出信号である。ホール素子１５ａの検出信号Ｓ２ｘは、ヨー方向Ｘにおける撮像素子１４と撮像光学系２の相対位置に関する検出信号である。
【００３４】
また、第１制御部３０は、ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｙとホール素子１５ｂの検出信号Ｓ２ｙを入力し、第２アクチュエータ６に駆動信号Ｓｙを出力する。ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｙは、ピッチ方向Ｙ（Ｙ方向）の手振れ量に関する検出信号である。ホール素子１５ｂの検出信号Ｓ２ｙは、ピッチ方向Ｙにおける撮像素子１４と撮像光学系２の相対位置に関する検出信号である。
【００３５】
また、第３アクチュエータ１０に接続される第２制御部（駆動信号制御手段）４０は、撮像光学系２の光軸方向へ移動を制御する制御手段として機能するものである。この第２制御部４０は、例えばオートフォーカス用ＩＣやマイコンなどにより構成される。第２制御部４０は、図示しない測距装置により被写体までの距離情報を取得し、その距離情報とフォトインタラプタ１６の検出信号に基づいて第３アクチュエータ１０に駆動信号を出力し、撮像光学系２を移動制御する。
【００３６】
次に、第１制御部３０が有する手振れ補正信号の生成機能について説明する。図３は、本実施形態に係る撮像装置における手振れ補正回路の概要図である。第１制御部３０内には、例えば図３に示すように、差動増幅器３１を用いた手振れ補正回路が設けられている。この手振れ補正回路は、Ｘ方向の手振れ補正を行うものとＹ方向の手振れ補正を行うものの二つが設けられる。Ｘ方向の手振れ補正回路は、ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｘとホール素子１５ａの検出信号Ｓ２ｘの差分に応じて第１アクチュエータ８の駆動信号Ｓｘを生成する。Ｙ方向の手振れ補正回路は、ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｙとホール素子１５ｂの検出信号Ｓ２ｙの差分に応じて第２アクチュエータ６の駆動信号Ｓｙを生成する。これにより、手振れ量と撮像光学系２と撮像素子１４の相対移動量の差分を減少させて、手振れ補正が行われることとなる。
【００３７】
ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｙは、積分回路３２により積分処理して差動増幅器３１に入力することが好ましい。また、ホール素子１５ａ、１５ｂの検出信号Ｓ２ｘ、Ｓ２ｙは、アンプ回路３３により増幅処理してから差動増幅器３１に入力することが好ましい
【００３８】
次に、第１制御部３０が有する駆動信号の出力機能について詳細を説明する。図４は、本実施形態に係る撮像装置における第１制御部３０の電気的構成の詳細を示す概要図である。図４に示すように、第１制御部３０は、例えば、ＣＰＵ６０、ドライバチップ６１，６２を備えている。ドライバチップ６１，６２は、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６と対応して設けられており、共通の電源回路６３に接続されている。ドライバチップ６１，６２と電源回路６３との間には、電源出力安定化のための電源コンデンサＣ１が設けられている。
【００３９】
ＣＰＵ６０はクロック回路を有しており、駆動信号Ｓｘ，Ｓｙをドライバチップ６１，６２に出力させるための入力信号ＳｘＩＮ，ＳｙＩＮを生成する機能を有している。ドライバチップ６１，６２は、第１アクチュエータ８の第１圧電素子８ａ及び第２アクチュエータ６の第２圧電素子６ａにそれぞれ接続されており、ドライブ回路として機能するものである。ドライバチップ６１，６２は、ＣＰＵ６０から入力した入力信号ＳｘＩＮ，ＳｙＩＮを電圧増幅又は電流増幅して駆動信号Ｓｘ，Ｓｙを生成し、第１アクチュエータ８の第１圧電素子８ａ及び第２アクチュエータ６の第２圧電素子６ａへそれぞれ出力する機能を有している。ドライバチップ６１，６２は、例えば入力段を論理回路により構成し、出力段に電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）を２つ備えたものが用いられる。２つのトランジスタは、出力信号として、Ｈｉ出力（高電位出力）、Ｌｏ出力（低電位出力）及びＯＦＦ出力（オープン出力）を出力可能に構成されている。
【００４０】
次に、ドライバチップ６１，６２が入出力する信号について詳細を説明する。最初に、ドライバチップ６１が入出力する信号について説明する。図５は、ドライバチップ６１に入力される入力信号ＳｘＩＮを示しており、横軸が時間である。図５（Ａ）は、第１移動部材１１を第１圧電素子８ａに接近させる方向に移動させる際に入力される入力信号ＡＩＮ，ＢＩＮ（正転時の信号）の波形を示し、図５（Ｂ）は、第１移動部材１１を第１圧電素子８ａから離間させる方向に移動させる際に入力される入力信号ＡＩＮ，ＢＩＮ（逆転時の信号）の波形を示す。
【００４１】
このように、ＣＰＵ６０から出力される入力信号ＳｘＩＮは、二つのパルス信号ＡＩＮ，ＢＩＮからなる。この二つのパルス信号ＡＩＮ，ＢＩＮは、同一の周波数Ｆ１（周期Ｔ１）であって、互いの位相を異ならせることにより、互いの信号の電位差が一方向に段階的に変化し、逆方向に急激に変化する信号、又は、互いの信号の電位差が一方向に急激に変化し、逆方向に段階的に変化する信号となっている。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）において、一方の信号がＨｉとなりＬｏに低下した後に他方の信号がＨｉとなるように設定されている。それらの信号において、一方の信号がＬｏになった際に一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨｉとなるように設定される。
【００４２】
図６は、ドライバチップ６１から出力される駆動信号Ｓｘの波形を示し、横軸が時間である。図６（Ａ）、（Ｂ）の信号は、図５（Ａ）、（Ｂ）の入力信号に基づいて出力される信号であって、第１アクチュエータ８の駆動時における信号である。すなわち、図６（Ａ）は、第１移動部材１１を第１圧電素子８ａに接近させる方向に移動させる際に出力される駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ（正転時の信号）の波形を示し、図６（Ｂ）は、第１移動部材１１を第１圧電素子８ａから離間させる方向に移動させる際に出力される駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ（逆転時の信号）の波形を示す。
【００４３】
図６（Ａ）、（Ｂ）において、パルス信号からなるそれぞれの二つの駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴは、第１圧電素子８ａの二つの端子（図１参照）に入力される信号であり、上述した駆動信号Ｓｘを構成する信号である。この二つのパルス信号は、同一の周波数Ｆ１（周期Ｔ１）であって、互いの位相を異ならせることにより、互いの信号の電位差が一方向に段階的に変化し、逆方向に急激に変化する信号、又は、互いの信号の電位差が一方向に急激に変化し、逆方向に段階的に変化する信号となっている。そして、ＡＯＵＴとＢＯＵＴとの電位差が第１圧電素子８ａの入力電圧となる。これらのパルス信号の電位差により第１圧電素子８ａが伸長又は収縮する。そして、１パルスごとの信号が連続して第１アクチュエータ８に入力されることにより、連続駆動が行われることとなる（駆動状態）。
【００４４】
駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴは、例えば一方の信号がＨｉ出力となりＬｏ出力に低下した後に他方の信号がＨｉ出力となるように設定されている。それらの信号において、一方の信号がＬｏ出力になった際に一定のタイムラグｔＯＦＦの経過後、他方の信号がＨｉ出力となるように設定される。
【００４５】
また、駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、すなわち第１圧電素子８ａを作動させる電気信号は、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図６（Ａ）、（Ｂ）において、二つの信号の周波数Ｆ１は、可聴周波数を超える周波数信号とされ、例えば、３０〜８０ｋＨｚの周波数信号とされ、より好ましくは４０〜６０ｋＨｚとされる。このような周波数の信号を用いることにより、圧電素子の可聴領域における作動音を低減することができる。
【００４６】
図７（Ａ）は、第１アクチュエータ８の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴの波形、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴに対応する電流値であり、第１アクチュエータ８の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示し、横軸が時間である。第１アクチュエータ８の駆動制御においては、図７（Ａ）に示すように、複数のパルス信号が連続して第１アクチュエータ８へ入力され、連続駆動を行っている途中、所定のタイミングでパルス信号を間引き、第１圧電素子８ａの二つの端子に入力される電圧差をゼロとすることによって、駆動休止状態を設ける。これによって、第１アクチュエータ８は、駆動状態と駆動休止状態とを繰り返すように制御される。このように、第１アクチュエータ８が駆動状態と駆動休止状態とを繰り返して第１移動部材１１を細かく移動させることにより、高精度に移動させることが可能となる。駆動休止状態の長さは、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す駆動時の入力信号における１パルスの周期時間以上の長い時間とすることが好ましい。また、パルス信号を間引くタイミング、すなわち駆動休止状態を設けるタイミングは、周期的にしてもよく、あるいはランダムにしてもよい。更に、駆動休止状態の間隔（図７中に示すＴ２）は可聴周波数以外とすることが好ましい。
【００４７】
次に、ドライバチップ６２が入出力する信号について説明する。ドライバチップ６２の入力信号ＡＩＮ，ＢＩＮは、ドライバチップ６１が出力する信号と振幅、波長、周波数等が同一であって、位相（又は初期位相）が同じ信号である。ドライバチップ６２の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴは、ドライバチップ６１が出力する信号と振幅、波長、周波数等が同一であって、位相（又は初期位相）が同じ信号である。また、第２アクチュエータ６の駆動制御においても、パルス信号を間引くことによって、駆動休止状態を設け、駆動状態と駆動休止状態とを繰り返すように制御される。
【００４８】
第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６に入力される信号は、図６に示すものに限られるものではなく、パルス信号でなく鋸歯波状の信号や三角波状の信号などであってもよい。
【００４９】
なお、第２制御部４０においても、第１制御部３０と同様の構成とされており、第３アクチュエータ１０にドライバチップ６１，６２の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴと振幅、波長、周波数等が同一であって、位相（又は初期位相）の同じ信号が入力される。また、パスル信号を間引くことによって、駆動休止状態が設けられ、これによって、第３アクチュエータ１０は、駆動状態と駆動休止状態とを繰り返すように制御される。
【００５０】
次に、本実施形態に係る撮像装置において、手振れ補正とオートフォーカスを同時に行う際の動作について説明する。
【００５１】
図２において、撮像装置を用いて撮影を行う際に手振れが生じている場合には、ジャイロセンサ５０が手振れ量を検出し、手振れの検出信号Ｓ１を第１制御部３０に出力する。第１制御部３０において、ジャイロセンサ５０の検出信号Ｓ１とホール素子１５ａ、１５ｂの検出信号Ｓ２とに基づいて、手振補正回路を用いて撮像素子１４に撮像される画像がぶれないように、駆動信号Ｓｘ，Ｓｙを演算する。そして、ＣＰＵ６０がドライバチップ６１，６２に対して入力信号ＡＩＮ，ＢＩＮを同じ位相で出力する。信号入力されたドライバチップ６１，６２は、第１アクチュエータ８の第１圧電素子８ａ及び第２アクチュエータ６の第２圧電素子６ａに対し、駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴをそれぞれ出力する。圧電素子６ａ，８ａは、それぞれ入力された駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴに基づいて伸縮し、撮像光学系２と撮像素子１４とを相対移動させることによって手振れ補正を行う。また、第２制御部４０においても、第３アクチュエータ１０の第３圧電素子１０ａにドライバチップ６１，６２と同様な駆動信号が入力され、第３圧電素子１０ａがその駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴに基づいて伸縮し、撮像光学系２を光軸方向へ移動させることによってオートフォーカスを行う。
【００５２】
このような駆動制御を行った場合、駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴは、図８に示すような波形となる。図８（Ａ）は、第１アクチュエータ８の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、図８（Ｂ）は、第２アクチュエータ６の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、図８（Ｃ）は、第３アクチュエータ１０の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴの波形を示し、横軸が時間である。図８に示すように、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０のパルス信号は、互いに異なるタイミングで間引かれる。すなわち、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０は、それぞれ異なるタイミングで駆動休止状態に入る。具体的には、第１アクチュエータ８の駆動休止状態が終了した後で第２アクチュエータ６が駆動休止状態に入り、第２アクチュエータ６の駆動休止状態が終了した後で第３アクチュエータ１０が駆動休止状態に入る。
【００５３】
図９は、図８に示す駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴに対応する電流値であり、横軸が時間である。図９（Ａ）は、第１アクチュエータ８の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。図９（Ｂ）は、第２アクチュエータ６の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。図９（Ｃ）は、第３アクチュエータ１０の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。そして、図９（Ｄ）は、電源回路６３の電源電流の合計値を示す。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０の駆動休止状態のタイミングが互いに異なるため、３つのアクチュエータの電源回路６３の使用タイミングは重ならない。このため、電源回路６３は、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動休止状態となる状況を回避又は低減すると共に、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動状態となって電流を供給しなければならないような状況を回避又は低減することができ、また、図９（Ｄ）に示すように、電源電流の合計値のピークを最大供給量Ｐより小さく抑えることができる。このように、電源回路６３に要求される電流値が電源回路６３の最大供給量Ｐを超えることを抑制すると共に、略平均的に電流を消費するようにすることが可能となり、オートフォーカス動作及び手振れ補正動作を安定的に行うことができる。
【００５４】
これに対し、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０の駆動休止状態が全て同じタイミングとなる場合を説明する。図１０（Ａ）は、第１アクチュエータ８の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、図１０（Ｂ）は、第２アクチュエータ６の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、図１０（Ｃ）は、第３アクチュエータ１０の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴの波形を示し、横軸が時間である。このように、第１アクチュエータ８の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ、第２アクチュエータ６の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴ及び第２アクチュエータ６の駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴの駆動休止状態のタイミングが全て重なっている。
【００５５】
そして、図１１は、図１０に示す駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴに対応する電流値を示し、横軸が時間である。図１１（Ａ）は、第１アクチュエータ８の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。図１１（Ｂ）は、第２アクチュエータ６の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。図１１（Ｃ）は、第３アクチュエータ１０の素子電流とその素子電流を供給する電源回路６３の電源電流の値を示す。そして、図１１（Ｄ）は、電源回路６３の電源電流の合計値を示す。図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０の駆動休止状態のタイミングが互いに重なるため、３つのアクチュエータ６の電源回路６３の使用タイミングが全て重なる。このため、電源回路６３は、駆動休止状態においては駆動装置全体として電流を消費しない一方、駆動状態においてはそれぞれのアクチュエータ６，８，１０に供給する電流が重ね合わせられて駆動装置全体の瞬間消費電流が増大してしまう。また、電源回路６３は、全てのアクチュエータへ同時に電流を供給しなければならないため、図１１（Ｄ）に示すように、電源電流の合計値のピークが電源回路６３の最大供給量Ｐを超えてしまう。以上によって、電源回路６３の消費電流が不安定となり、オートフォーカス動作及び手振れ補正動作は不安定となる。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置によれば、制御部３０，４０が、それぞれの圧電素子６ａ，８ａ，１０ａに駆動信号を供給することによって、アクチュエータ６，８，１０を制御して繰り返し駆動状態及び駆動休止状態とし、更に、それぞれのアクチュエータ６，８，１０が互いに異なるタイミングで駆動休止状態に入るように制御する。このように、それぞれのアクチュエータ６，８，１０の駆動休止状態を互いに異なるタイミングとすることにより、電源回路６３の使用のタイミングをずらすことができ、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動休止状態となる状況を回避又は低減すると共に、全てのアクチュエータ６，８，１０が同時に駆動状態となって電流を供給しなければならないような状況を回避又は低減することができる。これによって、駆動装置全体の瞬間最大消費電流の増大を抑えると共に、電源が平均的に電流を消費するようにすることが可能となり、複数のアクチュエータ６，８，１０を安定的に動作させることができる。更に、駆動のための瞬間最大消費電流を小さくすることができるので、駆動回路を簡略化することが可能となる。
【００５７】
なお、上述した実施形態は本発明に係る撮像装置の一例を示すものである。本発明に係る撮像装置は、これらの実施形態に係る撮像装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る撮像装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５８】
例えば、上述した実施形態では、手振れ補正機構として手振れに応じて撮像素子１４に対して撮像光学系２を移動させるものについて説明したが、撮像光学系２に対し撮像素子１４を移動させるものであってもよい。この場合であっても、上述した実施形態に係る撮像装置と同様な作用効果が得られる。
【００５９】
また、上述した実施形態では、第１アクチュエータ８及び第２アクチュエータ６は、それぞれ正転の場合を説明したが、第１アクチュエータ８が正転であり、第２アクチュエータ６が逆転の場合であっても、上述した実施形態に係る撮像装置と同様な作用効果が得られる。なお、第１アクチュエータ８が逆転であり、第２アクチュエータ６が正転の場合や、第１アクチュエータ８及び第２アクチュエータがそれぞれ逆転の場合であってもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態では、制御対象のアクチュエータが３つの場合を説明したが、２つのアクチュエータを制御する場合であってもよい。また、４つ以上のアクチュータを制御する場合でもよく、例えば、上述した実施形態の撮像装置が、変倍調整機構（ズーム機能）を実現する第４アクチュエータをさらに備え、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６、第３アクチュエータ１０及びズームアクチュエータを制御する場合に適用できる。この場合、図１２に示すように、各アクチュエータの駆動休止状態をずらすことによって、全てのアクチュエータへ同時に電流を供給しなければならない状況を回避することができ、電源電流の合計値のピークを抑えることができる。また、このように構成することにより、ズームとフォーカスのレンズ駆動を同一時間帯で実行することができるので、動作時間を短くすることができる。
【００６１】
また、上述した実施形態では、第２アクチュエータ６が駆動休止状態に入ると同時に第１アクチュエータ８が駆動状態となり、第３アクチュエータ１０が駆動休止状態に入ると同時に第２アクチュエータ６が駆動状態となっているが、同時としなくともよい。例えば、アクチュエータ同士の駆動休止状態が一部重なっていてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、アクチュエータ６，８，１０のそれぞれの圧電素子６ａ，８ａ，１０ａに入力される駆動信号ＡＯＵＴ，ＢＯＵＴはいずれも同じ位相であるが、それぞれ位相をずらしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態では、駆動装置を手振れ補正機構を有する撮像装置に適用した例について説明したが、ズーム機構やオートフォーカス機構を有する撮像装置にも適用可能である。例えば、図１３に示すように、第１アクチュエータ８により駆動可能に構成された移動レンズ１０３、第２アクチュエータ６により駆動可能に構成された移動レンズ１０２を備える撮像装置に適用することができる。この撮像装置は、例えば、光軸Ｏを屈曲させる屈曲光学系が適用されており、固定レンズ１０５、プリズム１０４、移動レンズ１０３、１０２、固定レンズ１０１及び撮像素子１００を備えている。そして、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６が駆動することによって移動レンズ１０３、１０２が移動し、ズーム機能及びオートフォーカス機能が実現される。固定レンズ１０５から入射する被写体１０６の像は、プリズム１０４を介して屈曲され、移動レンズ１０３、移動レンズ１０２、固定レンズ１０１を介して撮像素子１００で検出される。このように、本発明は、手振れ補正機構、ズーム機構、又はオートフォーカス機構、若しくはこれらの組み合わせの何れにも適用可能である。
【００６４】
さらに、上述した実施形態では、撮像装置のアクチュエータとして圧電素子を用いたものを採用しているが、モータ、高分子アクチュエータ、形状記憶合金などの他の駆動部品を用いた場合でもよい。
【００６５】
また、上述した実施形態では、駆動装置により光学系を駆動させているが、撮像素子などの光電変換素子を駆動させてもよい。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、各アクチュエータが駆動休止状態に入るタイミングをずらし、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０が、それぞれ異なるタイミングで駆動休止状態に入るように制御される場合について説明したが、各アクチュエータが駆動開始するタイミングをずらしてもよい。すなわち、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ６及び第３アクチュエータ１０が、それぞれ異なるタイミングで駆動開始に入るように制御してもよく、この場合も同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置における撮像部及び手振れ補正機構の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１制御部が有する手振れ補正回路の概要図である。
【図４】図３に示す駆動装置における第１制御部の電気的構成を示す概略図である。
【図５】図４に示すドライバチップに入力される入力信号の波形を示す図である。
【図６】図４に示すドライバチップから出力される駆動信号の波形を示す図である。
【図７】図４に示す第１制御部が出力する駆動信号の波形と、その駆動信号に対応する素子電流及び電源電流の値を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る駆動装置における制御部が出力する駆動信号の波形を示す図である。
【図９】図８に示す駆動信号に対応する素子電流及び電源電流の値を示す図である。
【図１０】従来の駆動装置における制御部が出力する駆動信号の波形を示す図である。
【図１１】図１０に示す駆動信号に対応する素子電流及び電源電流の値を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係る駆動装置における制御部が出力する駆動信号の波形を示す図である。
【図１３】他の駆動装置のレンズ構成の概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
６…第２アクチュエータ、８…第１アクチュエータ、６ａ…第２圧電素子、８ａ…第１圧電素子、６ｂ…第２駆動軸、８ｂ…第１駆動軸、３０…第１制御部（駆動信号制御手段）、４０…第２制御部（駆動信号制御手段）。
【図１】
2010051056.tif 000003
【図２】
2010051056.tif 000004
【図３】
2010051056.tif 000005
【図４】
2010051056.tif 000006
【図５】
2010051056.tif 000007
【図６】
2010051056.tif 000008
【図７】
2010051056.tif 000009
【図８】
2010051056.tif 000010
【図９】
2010051056.tif 000011
【図１０】
2010051056.tif 000012
【図１１】
2010051056.tif 000013
【図１２】
2010051056.tif 000014
【図１３】
2010051056.tif 000015