(57)【要約】【課題】移動体を目標位置に正確かつ迅速に配置できる慣性駆動アクチュエータの位置制御方法等を提供する。【解決手段】移動量を設定する移動量設定ステップと、移動体の目標位置を設定する目標位置設定ステップと、移動体の相対位置を検出する位置検出ステップと、目標位置と相対位置とを比較する比較ステップと、設定された移動量との比較結果に基づいて、移動手段、第１、第２の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定ステップと、第１、第２の電極との間に駆動パターン設定ステップにより設定された駆動電圧パターンを印加することで、振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動ステップと、を有し、比較ステップから駆動ステップを繰返して移動体を目標位置に移動させる。【選択図】図１
2008283735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータの位置制御方法であって、
１駆動波形あたりの移動量を設定する移動量設定ステップと、
前記移動体の目標位置を設定する目標位置設定ステップと、
前記移動体に設けられた第１の電極と、前記振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、前記振動基板に対する前記移動体の相対位置を検出する位置検出ステップと、
前記目標位置設定ステップで設定された目標位置と、前記位置検出ステップで検出された前記移動体の前記振動基板に対する相対位置とを比較する比較ステップと、
前記移動量設定ステップで設定された移動量と前記比較ステップの比較結果に基づいて、前記移動手段、前記第１の電極、及び前記第２の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定ステップと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記駆動パターン設定ステップにより設定された駆動電圧パターンを印加することで、前記振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、前記振動基板と前記移動体との間に生じる摩擦力を制御して前記移動体の駆動を行う駆動ステップと、を有し、
前記比較ステップから前記駆動ステップを繰返して前記移動体を目標位置に移動させることを特徴とする慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項２】
前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の位置から前記移動手段および前記第１、第２の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定されることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項３】
前記移動体の１駆動波形あたりの移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項４】
前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項５】
前記駆動ステップから前記位置検出ステップへ移行した際、前記駆動ステップで出力された駆動電圧パターンと前記位置検出によって検出された位置との関係から、再び１駆動波形あたりの移動量を設定することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項６】
前記駆動ステップ終了後、再び、駆動電圧パターンを設定する際、前記位置検出ステップと前記比較ステップとの結果を基に、印加する駆動電圧パターンの電圧値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項７】
前記移動体が導電体からなり、前記移動体そのものが第１の電極として機能することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項８】
移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により第１、第２の移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータの位置制御方法であって、
１駆動波形あたりの移動量を設定する移動量設定ステップと、
前記第１、第２の移動体について、第１、第２の目標位置を設定する目標位置設定ステップと、
前記第１、第２の移動体に設けられた第１、第３の電極と、前記振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、前記振動基板に対する前記第１、第２の移動体に対してそれぞれに相対位置を検出する位置検出ステップと、
前記目標位置設定ステップで設定された目標位置と、前記位置検出ステップで検出された前記第１、第２の移動体の前記振動基板に対する相対位置とを比較する比較ステップと、
前記移動量設定ステップで設定された移動量と前記比較ステップの比較結果に基づいて、前記移動手段、第１、第２の電極、及び第３の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定ステップと、
前記第１、第２の電極と前記第３の電極との間に前記駆動パターン設定ステップにより設定された駆動電圧パターンを印加することで、前記振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、前記振動基板と前記第１、第２の移動体との間に生じる摩擦力を制御して前記第１、第２の移動体の駆動を行う駆動ステップと、を有し、
前記比較ステップから前記駆動ステップを繰返して前記第１、第２の移動体を目標位置に移動させることを特徴とする慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項９】
前記目標設定ステップ設定される前記目標位置は、前記第１、第２の移動体と前記振動基板との相対位置によって設定されることを特徴とする請求項８に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１０】
前記目標設定ステップ設定される前記目標位置は、前記第１、第２の移動体の移動体間隔を目標位置として設定することを特徴とする請求項８に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１１】
前記移動体の１駆動波形あたりの移動量は、前記第１、第２の移動体についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項８に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１２】
前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項８に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１３】
前記第１、第２の移動体についてそれぞれ設定される前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１１に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１４】
前記第１、第２の移動体が導電体からなり、前記第１、第２の移動体そのものが第１、第２の電極として機能することを特徴とする請求項８に記載の慣性駆動アクチュエータの位置制御方法。
【請求項１５】
移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータであって、
１駆動波形あたりの移動量を格納する移動量記憶手段と、
前記移動体の目標位置を格納する目標位置記憶手段と、
前記移動体に設けられた第１の電極と、前記振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、前記振動基板に対する前記移動体の相対位置を検出する位置検出手段と、
前記目標位置記憶手段の目標位置と、前記位置検出手段で検出された前記移動体の前記振動基板に対する相対位置とを比較する比較手段と、
前記移動量記憶手段の移動量と、前記比較手段の出力に基づいて、前記移動手段、第１の電極、及び第２の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定手段と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記駆動パターン設定手段により設定された駆動電圧パターンを印加することで、前記振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動手段と、
を有することを特徴する慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１６】
前記移動量記憶手段に格納される移動量は前記１駆動波形あたりの移動量の設定は前記移動体の所定の位置から移動手段および前記第１、第２の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定された移動量であることを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１７】
前記移動量記憶手段に格納される移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されていることを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１８】
前記移動量記憶手段に格納される移動量は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１９】
前記移動体が導電体からなり、前記移動体そのものが第１の電極として機能することを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２０】
移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により第１、第２の移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータであって、
１駆動波形あたりの移動量を格納する移動量記憶手段と、
前記第１、第２の移動体の目標位置を格納する目標位置記憶手段と、
前記第１、第２の移動体に設けられた第１、第３の電極と、前記振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、前記振動基板に対する前記第１、第２の移動体の相対位置を検出する位置検出手段と、
前記目標位置記憶手段の目標位置と、前記位置検出手段で検出された前記第１、第２の移動体の前記振動基板に対する相対位置とを比較する比較手段と、
前記移動量記憶手段の移動量と、前記比較手段の出力に基づいて、前記移動手段、第１、第２の電極、及び第３の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定手段と、
前記第１、第２の電極と前記第３の電極との間に前記駆動パターン設定手段により設定された駆動電圧パターンを印加することで、前記振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、前記振動基板と前記第１、第２の移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動手段と、
を有することを特徴する慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２１】
前記目標位置記憶手段に格納される前記目標位置は、前記第１、第２の移動体と前記振動基板との相対位置であることを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２２】
前記目標位置記憶手段に格納される前記目標位置は、前記第１、第２の移動体の移動体間隔を目標位置として設定することを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２３】
前記移動体の１駆動波形あたりの移動量は、前記第１、第２の移動体についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２４】
前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２５】
前記第１、第２の移動体についてそれぞれ設定される前記１駆動波形あたりの移動量の設定は、前記移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２６】
前記第１、第２の移動体が導電体からなり、前記第１、第２の移動体そのものが第１、第３の電極として機能することを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２７】
前記移動量記憶手段に格納される移動量は前記１駆動波形あたりの移動量の設定は前記移動体の所定の位置から移動手段および前記第１、第２、第３の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定された移動量であることを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２８】
前記移動量記憶手段に格納される移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されていることを特徴とする請求項２０に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動手段により往復駆動させられる振動基板に対して慣性により移動体を駆動する慣性駆動アクチュエータ、及び慣性駆動アクチュエータの位置制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機械変換素子、例えば圧電素子に緩やかな立ち上り部とこれに続く急速な立ち下り部からなる波形の駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上り部では圧電素子が緩やかに厚み方向に伸び変位を生じ、急速な立ち下り部では急速な縮み変位を生じる。そこで、この特性を利用し、圧電素子に上記したような波形の駆動パルスを印加して異なる速度で充放電を繰り返し、圧電素子に速度の異なる厚み方向に振動を発生させ、圧電素子に固着された駆動部材を異なる速度で往復移動させ、駆動部材に摩擦結合した移動部材を所定の方向に移動させるアクチエータが知られている。また、このようなアクチュエータの移動部材或いは移動部材に結合されたレンズ保持枠の位置を検出する変位量検知方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３を用いて従来の位置検出方法ならびに位置決め方法について説明する。ここで、図１３は、従来の変位量検知方法に係るレンズユニットの概略構造を示す断面図である。このレンズユニットにおいて、外筒２１４の一端には、レンズ２１６を保持する保持枠２１８が取り付けられ、他端に形成された縮径部２１４Ｂにはレンズ２２０が保持されている。圧電素子２３０に接続された駆動軸２２２には、レンズ２２８を保持したレンズ保持枠２２６が摩擦結合されている。レンズ保持枠２２６は案内軸２２４によって、光軸Ｏ方向に案内される。駆動軸２２２は、その長手方向に沿って交互に一定間隔で、Ｎ又はＳの磁極２３８が着磁されている。これに対し、保持枠２２６には磁気抵抗素子２３６が取り付けられており、磁極２３８と磁気抵抗素子２３６とで、ＭＲセンサ２３４が構成されている。保持枠２２６の変位により磁気抵抗素子２３６が駆動軸２２２に沿って移動すると、磁極２３８の洩れ磁束を磁気抵抗素子２３６が横切るので、磁気抵抗素子２３６の抵抗値が周期的に変化し、所定の位置検出パルスを発生させる。この位置検出パルス数をカウントすることで、保持枠２２６及びレンズ２２８の、矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向の変位量を知ることができる。また、外筒２１４において、保持枠２２６のホームポジションに対応する位置に、ホームポジションセンサ２４０が取り付けられている。
【０００４】
この装置を用いて、まず、粗位置での位置検出を行う。具体的には、圧電素子２３０に所定の駆動パルスを印加して、保持枠２２６の変位量をＭＲセンサ２３４からの位置検出パルスにより得る。得られた変位量を、この変位に要した駆動パルス数で割って、１駆動パルスあたりの保持枠２２６の変位量を得る。得られた１駆動パルスあたりの変位量を基にして、保持枠２２６の所望の変位量に対応する数の駆動パルスを圧電素子２３０に印加し、保持枠２２６を位置決めする。具体的には、たとえば、保持枠２２６を一旦ホームポジションへと移動させ、これを基準に所定数の駆動パルスを圧電素子２３０に印加して、保持枠２２６を所望の位置へと変位させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７１１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、駆動軸２２２とレンズ保持枠２２６との摩擦結合による摩擦力は移動ストローク内において、一定ではないため、１駆動あたりのレンズ保持枠２２６（移動体）の移動量は１パルス毎に異なるという問題がある。従って、計算された１駆動あたりの移動量を基にしたパルス数を圧電素子に印加しただけでは、計算された１駆動あたりの移動量と実際の１駆動あたりの移動量との誤差が積み重なり最終的に正確な位置決めをすることは出来ない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体を目標位置に正確かつ迅速に配置することのできる慣性駆動アクチュエータの位置制御方法、及び、この位置制御方法を用いた慣性駆動アクチュエータ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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法は、移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータの位置制御方法であって、１駆動波形あたりの移動量を設定する移動量設定ステップと、移動体の目標位置を設定する目標位置設定ステップと、移動体に設けられた第１の電極と、振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、振動基板に対する移動体の相対位置を検出する位置検出ステップと、目標位置設定ステップで設定された目標位置と、位置検出ステップで検出された移動体の振動基板に対する相対位置とを比較する比較ステップと、移動量設定ステップで設定された移動量と比較ステップの比較結果に基づいて、移動手段、第１の電極、及び第２の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定ステップと、第１の電極と第２の電極との間に駆動パターン設定ステップにより設定された駆動電圧パターンを印加することで、振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動ステップと、を有し、比較ステップから駆動ステップを繰返して移動体を目標位置に移動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、１駆動波形あたりの移動量の設定は移動体の所定の位置から移動手段および第１、第２の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定されることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、移動体の１駆動波形あたりの移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されているとよい。
【００１１】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、１駆動波形あたりの移動量の設定は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることが望ましい。
【００１２】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、駆動ステップから位置検出ステップへ移行した際、駆動ステップで出力された駆動電圧パターンと位置検出によって検出された位置との関係から、再び１駆動波形あたりの移動量を設定することができる。
【００１３】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、駆動ステップ終了後、再び、駆動電圧パターンを設定する際、位置検出ステップと比較ステップとの結果を基に、印加する駆動電圧パターンの電圧値を変化させることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、移動体が導電体からなり、移動体そのものが第１の電極として機能することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法は、移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により第１、第２の移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータの位置制御方法であって、１駆動波形あたりの移動量を設定する移動量設定ステップと、第１、第２の移動体について、第１、第２の目標位置を設定する目標位置設定ステップと、第１、第２の移動体に設けられた第１、第３の電極と、振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、振動基板に対する第１、第２の移動体に対してそれぞれに相対位置を検出する位置検出ステップと、目標位置設定ステップで設定された目標位置と、位置検出ステップで検出された第１、第２の移動体の振動基板に対する相対位置とを比較する比較ステップと、移動量設定ステップで設定された移動量と比較ステップの比較結果に基づいて、移動手段、第１、第２の電極、及び第３の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定ステップと、第１、第２の電極と第３の電極との間に駆動パターン設定ステップにより設定された駆動電圧パターンを印加することで、振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と第１、第２の移動体との間に生じる摩擦力を制御して第１、第２の移動体の駆動を行う駆動ステップと、を有し、比較ステップから駆動ステップを繰返して第１、第２の移動体を目標位置に移動させることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、目標設定ステップ設定される目標位置は、第１、第２の移動体と振動基板との相対位置によって設定されることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、目標設定ステップ設定される目標位置は、第１、第２の移動体の移動体間隔を目標位置として設定するとよい。
【００１８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、移動体の１駆動波形あたりの移動量は、第１、第２の移動体についてそれぞれ設定されることが望ましい。
【００１９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、１駆動波形あたりの移動量の設定は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、第１、第２の移動体についてそれぞれ設定される１駆動波形あたりの移動量の設定は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されるとよい。
【００２１】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御方法において、第１、第２の移動体が導電体からなり、第１、第２の移動体そのものが第１、第２の電極として機能することが好ましい。
【００２２】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータであって、１駆動波形あたりの移動量を格納する移動量記憶手段と、移動体の目標位置を格納する目標位置記憶手段と、移動体に設けられた第１の電極と、振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、振動基板に対する移動体の相対位置を検出する位置検出手段と、目標位置記憶手段の目標位置と、位置検出手段で検出された移動体の振動基板に対する相対位置とを比較する比較手段と、移動量記憶手段の移動量と、比較手段の出力に基づいて、移動手段、第１の電極、及び第２の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定手段と、第１の電極と第２の電極との間に駆動パターン設定手段により設定された駆動電圧パターンを印加することで、振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動手段と、を有することを特徴する。
【００２３】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動量記憶手段に格納される移動量は１駆動波形あたりの移動量の設定は移動体の所定の位置から移動手段および第１、第２の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定された移動量であることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動量記憶手段に格納される移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されていることが望ましい。
【００２５】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動量記憶手段に格納される移動量は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されるとよい。
【００２６】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動体が導電体からなり、移動体そのものが第１の電極として機能することができる。
【００２７】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、移動手段により往復移動させられる振動基板に対して慣性により第１、第２の移動体の駆動を行う慣性駆動アクチュエータであって、１駆動波形あたりの移動量を格納する移動量記憶手段と、第１、第２の移動体の目標位置を格納する目標位置記憶手段と、第１、第２の移動体に設けられた第１、第３の電極と、振動基板に設けられた第２の電極とが対向する部分の静電容量に基づいて、振動基板に対する第１、第２の移動体の相対位置を検出する位置検出手段と、目標位置記憶手段の目標位置と、位置検出手段で検出された第１、第２の移動体の振動基板に対する相対位置とを比較する比較手段と、移動量記憶手段の移動量と、比較手段の出力に基づいて、移動手段、第１、第２の電極、及び第３の電極に印加する駆動電圧パターンを設定する駆動電圧パターン設定手段と、第１、第２の電極と第３の電極との間に駆動パターン設定手段により設定された駆動電圧パターンを印加することで、振動基板移動と同期させながら、両者間に静電気力を作用させることにより、振動基板と第１、第２の移動体との間に生じる摩擦力を制御して移動体の駆動を行う駆動手段と、を有することを特徴する。
【００２８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、目標位置記憶手段に格納される目標位置は、第１、第２の移動体と振動基板との相対位置であることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、目標位置記憶手段に格納される目標位置は、第１、第２の移動体の移動体間隔を目標位置として設定することが望ましい。
【００３０】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動体の１駆動波形あたりの移動量は、第１、第２の移動体についてそれぞれ設定されることが好ましい。
【００３１】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、１駆動波形あたりの移動量の設定は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されるとよい。
【００３２】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、第１、第２の移動体についてそれぞれ設定される１駆動波形あたりの移動量の設定は、移動体の所定の移動方向とその逆の方向との２つの方向についてそれぞれ設定されることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、第１、第２の移動体が導電体からなり、第１、第２の移動体そのものが第１、第３の電極として機能すること好ましい。
【００３４】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動量記憶手段に格納される移動量は１駆動波形あたりの移動量の設定は移動体の所定の位置から移動手段および第１、第２、第３の電極に印加した所定の数だけ駆動電圧パターンと移動した後の所定の位置からの移動量とから設定された移動量であるとよい。
【００３５】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動量記憶手段に格納される移動量は、シミュレーションおよび組立時に測定されたデータが設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる慣性駆動アクチュエータの位置制御方法は、移動体を目標位置に正確かつ迅速に配置することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明にかかる慣性駆動アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は本発明における第１の実施形態により制御される慣性駆動アクチュエータの構成を示したものである。また、図２は、その側面（断面）構成を示している。
第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、固定部材１に圧電素子（移動手段）２の一端が固定され、その他端に振動基板３の一端が固定されている。振動基板３の他端には、ばね１ａの一端が取り付けられ、ばね１ａの他端は固定部材１の側壁に固定されている。これにより、圧電素子２の微小変位に伴い、ばね１ａの弾性力に抗して振動基板３は微小に変位する。すなわち、圧電素子２へ駆動電圧を印加することによって、ばね１ａが、その弾性力に抗して伸縮し、印加を停止することでばね１ａは初期状態に回復して、振動基板３は初期位置に戻る。
【００３９】
振動基板３上には電極３１および電極３２が形成されており、移動体４は絶縁膜３１Ａを介して振動基板３上に配置されている。移動体４（移動体を導電体とする）と電極３１、３２との間に電位差を与えると、これらを対向する電極とみなせば、その電極間に静電気力が作用する。振動基板３の移動体４が配置されている反対側には永久磁石５が振動基板３の振動方向に延在して配置されている。移動体４には磁性を有する材料を用いており、永久磁石５と移動体４の間には磁気吸着力が働くようになっている。このため、移動体４と電極３１、３２の間の印加電圧を止めた場合に、永久磁石５によって移動体４はその位置に保持されるようになっている。移動体４は、第１の電極に対応する。電極３１、３２は第２の電極に対応する。
【００４０】
電極３１及び電極３２には、位置検出手段８が接続されている。位置検出手段８は、互いに対向する移動体４と電極３１間の静電容量、及び、互いに対向する移動体４と電極３２間の静電容量を検出する。この検出データは、比較手段９（例えば比較回路）へ送出される。比較手段９には、目標位置記憶手段７（メモリ、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））が接続されている。比較手段９は、目標位置記憶手段７から送られたデータと、位置検出手段８から送られたデータを比較する。比較結果は、駆動電圧パターン設定手段１０（例えば駆動電圧パターン設定回路）へ出力される。駆動電圧パターン設定手段１０には、移動量記憶手段６（例えばＲＡＭ）が接続されている。移動量記憶手段６には、圧電素子２へ１駆動波形を印加したときの振動基板３の移動量が記憶されている。駆動電圧パターン設定手段１０では、比較手段９における比較結果及び移動量記憶手段６に記憶された移動量に応じた駆動信号を駆動手段１１（例えば駆動回路）へ出力する。駆動手段１１は、圧電素子２、電極３１、電極３２、及び、移動体４に接続され、これらに対して互いに独立した駆動信号を与える。
【００４１】
図３に第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの１駆動あたりの駆動波形を示す。図３の（ａ）は、移動体４を左（ばね１ａが縮む方向）に移動させる波形であり、図３の（ｂ）は移動体４を右（縮んでいたばね１ａが元の長さにもどる、又は、伸びる方向）に移動させるための波形である。ここでは、図３の（ａ）を例にとって駆動原理を説明する。図３の（ｂ）についても同様であるためその詳しい説明は省略する。
【００４２】
図３の（ａ）に示されたＡからＢまでの間で、圧電素子２への印加波形は急峻に立ち上がっており（上図）、これにより圧電素子２が急激に左へ変位するのに伴い振動基板３も急激に左へ移動する。一方、ＡからＢまでの間で、移動体４への印加電圧（中図）と、電極３１、３２への印加電圧（下図）は、互いに電位差が生じるような電圧となっている。このため、移動体４と、電極３１、３２との間に静電吸着力が発生し、これにより、振動基板３と移動体４の間の摩擦力が増大する。従って、振動基板３の変位とともに移動体４も左へ移動する。
【００４３】
次に図３の（ａ）中のＢからＣの間では、逆に圧電素子２への印加波形は急激な立ち下がりであり（上図）、これにより圧電素子２が急激に縮むとともに振動基板３は急激に右へと移動する。一方、ＢからＣの間で、移動体４への印加電圧（中図）と、電極３１、３２への印加電圧（下図）は、同電圧である。このため、移動体４と、電極３１、３２との間に静電吸着力が発生せず、振動基板３と移動体４との間の摩擦力が低減する。従って、移動体４の慣性により振動基板３との間の摩擦力に打ちかってその位置にとどまろうとする。ＡからＣの波形を繰り返すことにより、移動体４が振動基板３に対して左へ移動することになる。
【００４４】
これに対して、移動体４を右へ移動させるには、図３の（ｂ）に示すように、圧電素子２への印加波形を急峻に立ち上げるときの移動体４への印加電圧と電極３１、３２への印加電圧とを同一とするとともに、圧電素子２への印加波形を急峻に立ち下げるときに移動体４及び電極３１、３２へ印加する電圧を、移動体４と電極３１、３２との間に電位差が生じるような電圧とする。以上が本アクチュエータの基本的な駆動原理である。
【００４５】
図４に第１の実施形態の位置制御フローを示す。
制御を開始すると（ステップＳ１）、まず、慣性駆動アクチュエータにおける振動基板３の１駆動波形あたりの移動量を外部より設定またはキャリブレーションによって設定する（ステップＳ２）。設定された移動量は移動量記憶手段６へ格納される。次に、目標位置をＰＣなどの外部装置（不図示）により設定し、目標位置記憶手段７へ記憶させる（ステップＳ３）。
【００４６】
次に、現時点での移動体４の位置を移動体４および電極３１、３２の位置関係より検出する（ステップＳ４）。本実施形態では位置検出には静電容量検出を用いている。移動体４と電極３１とが対向することによって形成されるコンデンサから得られる静電容量、及び、移動体４と電極３２とが対向することによって形成されるコンデンサから得られる静電容量、を位置検出手段８に取り込む。これらの静電容量の比および静電容量の差から移動体４の位置を演算する。静電容量は、コンデンサを構成する電極の対向面積の大きさに比例する。このため、移動体４の移動によって、移動体４と電極３１の対向面積、及び、移動体４と電極３２の対向面積が変化すると、対向面積に応じて、これらのコンデンサの静電容量がそれぞれ変化する。第１の実施形態では、このように変化する静電容量の比及び差を用いて、移動体４の位置を算出することができる。
【００４７】
目標位置及び検出位置は、それぞれ目標位置記憶手段７及び位置検出手段８から、比較手段９へ入力され、目標位置と検出位置との差分がゼロでない場合（ステップＳ５でＮＯ）は、現時点での目標位置と検出位置との差分、すなわち、目標位置までの移動量とその方向が算出される（ステップＳ６）。
【００４８】
目標位置までの移動量とその方向が算出されたら、駆動電圧パターン設定手段１０において目標までの移動量と移動量記憶手段６に設定されている１駆動波形あたりの移動量から目標位置までの駆動波形の数を算出するとともに、移動方向に対応する駆動電圧パターンを設定する（ステップＳ７）。
【００４９】
設定された駆動電圧パターンは、駆動手段１１より、圧電素子２、移動体４、および電極３１、３２へそれぞれ印加される。印加された波形に基づき移動体４は目標位置へと移動する（ステップＳ８）。パターン印加後、再び移動体４の位置検出を行う。この時点で目標位置に達してれば、制御を終了し次の目標位置指令を待つか動作を終了する。
【００５０】
振動基板３と移動体４との摩擦力は、先に述べたように、移動ストローク内で、移動体４の位置によって異なるため、駆動波形入力後に必ずしも目標位置になるとは限らない。そこで、駆動波形の印加終了後、再び移動体４の位置検出（ステップＳ４）を行うことによって移動体４が実際に目標位置に達したかどうかを確認する（ステップＳ５）。ここで移動体４が目標位置に達していなければ（ステップＳ５でＮＯ）、目標位置と検出した位置とから、再び次の移動量と駆動波形の数を算出し駆動波形を印加し（ステップＳ６〜Ｓ８）、再び移動体４の位置検出を行う（ステップＳ４）。
【００５１】
このような工程を目標位置になる（ステップＳ５でＹＥＳ）まで実行させることによって、移動ストローク内における振動基板３と移動体４との摩擦力の変化による１駆動あたりの移動量が計算された１駆動あたりの駆動量に対して誤差を持っていても、それを駆動波形印加後に補正することによって、移動体４の位置決め精度が向上する。また、１駆動パルス毎に位置検出をするのではなく、目標位置までの移動量から必要な駆動パルス数を設定して、この駆動パルス数分の駆動電圧パターンを印加してから位置検出をするため、移動体４の位置決め応答時間を向上させることができる。
【００５２】
目標位置に達したかどうかの判断は検出位置と目標位置が一致することを前提としているが、これに限らず、例えば、目標位置と検出位置の差が１駆動波形あたりの移動量の範囲内、あるいは、目標位置に対する許容公差を設定し、その公差内に入っていれば位置決め完了としてもかまわない。
【００５３】
目標位置に達した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、目標位置の変更がなければ（ステップＳ９でＮＯ）、位置決めを完了する（ステップＳ１０）。目標位置に変更があるとき（ステップＳ９でＹＥＳ）は、目標位置を改めて設定（ステップＳ３）した後に、上述の位置検出（ステップＳ４）以降の操作を行う。
【００５４】
１駆動波形あたりの移動量については、アクチュエータ電源投入時に移動体４を振動基板３上の移動ストローク内の所定の数の駆動波形を印加したときの移動量から算出し、移動量記憶手段６に読み込ませてもよいし、シミュレーションおよび組立時にあらかじめ得られている１駆動波形あたりの移動量を移動量記憶手段６へ読み込ませてもかまわない。
【００５５】
また、移動体４を右および左へ移動させる波形も図３の（ａ）及び図３の（ｂ）に限られない。例えば、図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に示す変形例のように、左へ移動させる場合には圧電素子２が伸びる場合に静電吸着力が発生するように電位差が働いていれば移動体４および電極３１、３２への印加電圧の極性の正負は問わない。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態における制御の流れを示すフローチャートを示す。第２の実施形態は、第１の実施形態と同一構成の慣性駆動アクチュエータにおいて、目標位置設定前に設定した１駆動波形あたりの移動量を状況に応じて変化させるものであり、フラグＩを用いて制御する。目標位置が設定（ステップＳ２２）された後にＩ＝０と設定し（ステップＳ２３）、駆動電圧パターンが印加（ステップＳ３０）されたらＩ＝１とする（ステップＳ３１）。以下に制御の流れについて詳細に説明する。
【００５７】
制御を開始すると（ステップＳ２０）、まず、慣性駆動アクチュエータにおける振動基板３の１駆動波形あたりの移動量を外部より設定またはキャリブレーションによって設定（ステップＳ２１）し、設定した移動量を移動量記憶手段６へ格納する。次に、目標位置をＰＣなどの外部装置（不図示）により設定し、目標位置記憶手段７へ記憶させる（ステップＳ２２）。つづいてフラグＩをゼロにする（ステップＳ２３）。次に、現時点での移動体４の位置を移動体４および電極３１、３２の位置関係より検出する（ステップＳ２４）。第２の実施形態においても、位置検出には静電容量検出を用いている。この位置検出は第１の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００５８】
目標位置及び検出位置は、それぞれ目標位置記憶手段７及び位置検出手段８から、比較手段９へ入力され、目標位置と検出位置との差分がゼロでない場合（ステップＳ２５でＮＯ）は、フラグＩが１であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。フラグＩが１でない場合（ステップＳ２６でＮＯ）は、現時点での目標位置と検出位置との差分、すなわち、目標位置までの移動量とその方向が算出される（ステップＳ２８）。
【００５９】
次に、駆動電圧パターン設定手段１０において目標までの移動量と移動量記憶手段６に設定されている１駆動波形あたりの移動量から目標位置までの駆動波形の数を算出するとともに、移動方向に対応する駆動電圧パターンを設定する（ステップＳ２９）。設定された駆動電圧パターンは、駆動手段１１より、圧電素子２、移動体４、および電極３１、３２へそれぞれ印加され、印加された波形に基づき移動体４は目標位置へと移動する（ステップＳ３０）。波形印加後は、フラグＩを１にした（ステップＳ３１）後に、再び移動体４の位置検出を行う（ステップＳ２４）。
【００６０】
上述のとおり、最初の制御ステップにおいては、あらかじめ決められた１駆動波形あたりの移動量を基に駆動電圧パターンを印加する（ステップＳ３０）。この印加の後の位置検出（ステップＳ２４）において、目標位置に達していないということであれば（ステップＳ２５でＮＯ）、１駆動波形あたりの移動量の算出に誤差が生じているということになる。そこで、Ｉ＝１となっている次の制御においては（ステップＳ２６でＹＥＳ）、再度１駆動波形あたりの移動量を設定することになる（ステップＳ２７）。このときに用いるデータは、その前の制御で用いていた駆動電圧パターンと移動体４の移動量から設定することが可能である。このように、状況に応じて１駆動波形あたりの移動量を更新することにより、目標位置への応答時間と位置決め精度を更に向上させることが出来る。以上の制御の結果、目標位置に達した場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）は、目標位置の変更がなければ（ステップＳ３２でＮＯ）、位置決めを完了する（ステップＳ３３）。目標位置に変更があるとき（ステップＳ３２でＹＥＳ）は、目標位置を改めて設定（ステップＳ２２）した後に、上述の位置検出（ステップＳ２３）以降の操作を行う。
【００６１】
（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態における制御の流れを示すフローチャートであり、ここでは、第１及び第２の実施形態と同一構成の慣性駆動アクチュエータにおいて、１回目の制御で移動体４が目標位置に達しない場合に、１駆動波形の移動量を変更するのではなく、駆動電圧パターンの電圧値を移動体４の移動量と目標位置との差に基づいて決定する。１駆動波形あたりの移動量は圧電素子への印加電圧、あるいは移動体４と振動基板３へ摩擦力を決定する電圧によって変化する。このため、駆動電圧パターンの電圧値を変えることは、結果的に１駆動波形の移動量を状況に応じて変える事に等しくなる。従って、第２の実施形態と同様、目標位置への応答時間と位置決め精度を更に向上させることが出来る。以下に制御の流れについて詳細に説明する。
【００６２】
制御を開始すると（ステップＳ４０）、まず、慣性駆動アクチュエータにおける振動基板３の１駆動波形あたりの移動量を外部より設定またはキャリブレーションによって設定（ステップＳ４１）し、設定した移動量を移動量記憶手段６へ格納する。次に、目標位置をＰＣなどの外部装置（不図示）により設定し、目標位置記憶手段７へ記憶させる（ステップＳ４２）。つづいてフラグＩをゼロにする（ステップＳ４３）。次に、現時点での移動体４の位置を移動体４および電極３１、３２の位置関係より検出する（ステップＳ４４）。第３の実施形態においても、位置検出には静電容量検出を用いているが、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００６３】
目標位置及び検出位置は、それぞれ目標位置記憶手段７及び位置検出手段８から、比較手段９へ入力され、目標位置と検出位置との差分がゼロでない場合（ステップＳ４５でＮＯ）は、現時点での目標位置と検出位置との差分、すなわち、目標位置までの移動量とその方向が算出される（ステップＳ４６）。
【００６４】
次に、フラグＩが１であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。フラグＩが１でない場合（ステップＳ４７でＮＯ）は、駆動電圧パターン設定手段１０において目標までの移動量と移動量記憶手段６に設定されている１駆動波形あたりの移動量から目標位置までの駆動波形の数を算出するとともに、移動方向に対応する駆動電圧パターンを設定する（ステップＳ４９）。設定された駆動電圧パターンは、駆動手段１１より、圧電素子２、移動体４、および電極３１、３２へそれぞれ印加される。印加された波形に基づき移動体４は目標位置へと移動する（ステップＳ５０）。波形印加後は、フラグＩを１にした（ステップＳ５１）後に、再び移動体４の位置検出を行う（ステップＳ４４）。
【００６５】
上述のように、最初の制御ステップにおいては、あらかじめ決められた１駆動波形あたりの移動量を基に駆動電圧パターンを印加する（ステップＳ５０）。パターン印加後の位置検出（ステップＳ４４）において、目標位置に達していないということであれば（ステップＳ４５でＮＯ）、駆動電圧パターンの算出に誤差が生じているということになる。そこで、Ｉ＝１となっている次の制御においては（ステップＳ４７でＹＥＳ）ため、再度駆動電圧パターンの電圧値を設定することになる（ステップＳ４８）。以上の制御の結果、目標位置に達した場合（ステップＳ４５でＹＥＳ）は、目標位置の変更がなければ（ステップＳ５２でＮＯ）、位置決めを完了する（ステップＳ５３）。目標位置に変更があるとき（ステップＳ５２でＹＥＳ）は、目標位置を改めて設定（ステップＳ４２）した後に、上述の位置検出（ステップＳ４３）以降の操作を行う。
【００６６】
（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。これまでも述べてきたが、１駆動波形あたりの移動量は、振動基板３と移動体４の摩擦の状況により異なる。この摩擦は移動体４が右へ移動する場合と左へ移動する場合にも異なることは十分考えられる。そこで、第４の実施形態のフローチャートでは、第１から第３の実施形態と同一構成の慣性駆動アクチュエータにおいて、１駆動あたりの移動量を、移動体４が右へ移動する場合と左へ移動する場合に分けて取得する。そして、制御の際には移動体４が右へ行くときには右へいく場合の１駆動波形あたりの移動量を演算に用いることによって、やはり、目標位置への応答時間と位置決め精度を更に向上させることが出来る。さらに、第１〜第４の実施形態を組み合わせることによっても、これまで述べてきたように応答時間および位置決め精度を更に向上させることが出来る。以下に制御の流れを詳細に説明する。
【００６７】
制御を開始すると（ステップＳ６０）、まず、移動体４を右方向に移動させる場合の、振動基板３の１駆動波形あたりの移動量を外部より設定またはキャリブレーションによって設定（ステップＳ６１）し、設定した移動量を移動量記憶手段６へ格納する。次に、移動体４を左方向に移動させる場合の、振動基板３の１駆動波形あたりの移動量を外部より設定またはキャリブレーションによって設定（ステップＳ６２）し、設定した移動量を移動量記憶手段６へ格納する。
【００６８】
つづいて、目標位置をＰＣなどの外部装置（不図示）により設定し、目標位置記憶手段７へ記憶させる（ステップＳ６３）。次に、現時点での移動体４の位置を移動体４および電極３１、３２の位置関係より検出する（ステップＳ６４）。第４の実施形態においても、位置検出には静電容量検出を用いている。この位置検出は第１の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００６９】
目標位置及び検出位置は、それぞれ目標位置記憶手段７及び位置検出手段８から、比較手段９へ入力され、目標位置と検出位置との差分がゼロでない場合（ステップＳ６５でＮＯ）は、現時点での目標位置と検出位置との差分、すなわち、目標位置までの移動量とその方向が算出される（ステップＳ６６）。
【００７０】
目標位置までの移動量とその方向が算出されたら、駆動電圧パターン設定手段１０において目標までの移動量と移動量記憶手段６に設定されている１駆動波形あたりの移動量から目標位置までの駆動波形の数を算出するとともに、移動方向に対応する駆動電圧パターンを設定する（ステップＳ６７）。設定された駆動電圧パターンは、駆動手段１１より、圧電素子２、移動体４、および電極３１、３２へそれぞれ印加される。印加された波形に基づき移動体４は目標位置へと移動する（ステップＳ６８）。波形印加後は、再び移動体４の位置検出を行う（ステップＳ６４）。
【００７１】
位置決め制御開始（ステップＳ６０）後、最初の制御ステップにおいては、あらかじめ決められた１駆動波形あたりの移動量を基に駆動電圧パターンを印加する（ステップＳ６８）。印加後の位置検出（ステップＳ６４）によって、目標位置に達していないということであれば（ステップＳ６５でＮＯ）、１駆動波形あたりの移動量の算出に誤差が生じているということになるから、再度１駆動波形あたりの移動量を設定することになる（ステップＳ６６、Ｓ６７）。このように、状況に応じて１駆動波形あたりの移動量を更新することにより、目標位置への応答時間と位置決め精度を更に向上させることが出来る。以上の制御の結果、目標位置に達した場合（ステップＳ６５でＹＥＳ）は、目標位置の変更がなければ（ステップＳ６９でＮＯ）、位置決めを完了する（ステップＳ７０）。目標位置に変更があるとき（ステップＳ６９でＹＥＳ）は、目標位置を改めて設定（ステップＳ６３）した後に、上述の位置検出（ステップＳ６４）以降の操作を行う。
【００７２】
（第５の実施形態）
次に、図９から図１２を参照しつつ、本発明の第５の実施形態について説明する。図５は平面構成、図１０は側面（断面）構成をそれぞれ示している。第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータは、振動基板１０３上に設置した２つの移動体１０４ａ、１０４ｂを、３つの電極１３１、１３２、１３３を用いて、個別に位置制御するものである。第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータは、移動体１０４ａ、１０４ｂへの印加電圧パターンをそれぞれ個別に設定することによって、第１〜第４の実施形態のアクチュエータ（図１）に電極を一つ追加するだけで２つ以上の移動体をそれぞれ独立に制御することが出来る。
【００７３】
第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータは、第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータと同様に、固定部材１０１に圧電素子（移動手段）１０２の一端が固定され、その他端に振動基板１０３の一端が固定されている。振動基板１０３の他端には、ばね１０１ａの一端が取り付けられ、ばね１０１ａの他端は固定部材１０１の側壁に固定されている。
【００７４】
振動基板１０３上には、圧電素子１０２側からばね１０１ａ側へ、電極１３１、電極１３３、電極１３２、の順に形成されている。また、移動体１０４ａ、１０４ｂが絶縁膜１３１Ａを介して振動基板１０３上に配置されている。移動体１０４ａ、１０４ｂと電極１３１、１３２、１３３との間に電位差を与えると、これらを対向する電極とみなせば、その電極間に静電気力が作用する。振動基板１０３の移動体１０４ａ、１０４ｂが配置されている反対側には永久磁石１０５が振動基板１０３の振動方向に延在して配置されている。移動体１０４ａ、１０４ｂには磁性を有する材料を用いており、永久磁石１０５と移動体１０４ａ、１０４ｂの間には磁気吸着力が働くようになっていため、移動体１０４ａ、１０４ｂと電極１３１、１３２、１３３の間の印加電圧を止めた場合にも永久磁石１０５によって移動体１０４ａ、１０４ｂはその位置に保持されるようになっている。移動体１０４ａは、第１の移動体（＝第１の電極）に対応する。移動体１０４ｂは、第２の移動体（＝第３の電極）に対応する。また、電極１３１、１３２、１３３は、振動基板に設けられた第２の電極に対応する。
【００７５】
電極１３１、１３２、１３３には位置検出手段１０８が接続されており、位置検出手段１０８は、互いに対向する移動体１０４ａと電極１３１、１３３間の静電容量、及び、互いに対向する移動体１０４ｂと電極１３３、１３２間の静電容量を検出する。この検出データは比較手段１０９へ送出される。この比較手段１０９には、目標位置記憶手段１０７が接続されており、比較手段１０９は、目標位置記憶手段１０７から送られたデータと、位置検出手段１０８から送られたデータを比較する。比較結果は、駆動電圧パターン設定手段１１０へ出力される。この駆動電圧パターン設定手段１１０には、移動量記憶手段１０６が接続されている。移動量記憶手段１０６には、圧電素子１０２へ１駆動波形を印加したときの振動基板１０３の移動量が記憶されている。駆動電圧パターン設定手段１１０では、比較手段１０９における比較結果及び移動量記憶手段１０６に記憶された移動量に応じた駆動信号を駆動手段１１１へ出力する。駆動手段１１１は、圧電素子１０２、電極１３１、電極１３２、電極１３３、及び、移動体１０４ａ、１０４ｂに接続され、これらに対して互いに独立した駆動信号を与える。
【００７６】
図１１は第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの駆動波形の一例である。図１１の（ａ）は、移動体１０４ａを右へ、移動体１０４ｂを左へ、それぞれ移動するための駆動電圧パターンを示す。図１１の（ｂ）は、移動体１０４ａを右へ移動させ、移動体１０４ｂを停止させるための駆動電圧パターンを示す。
【００７７】
図１１の（ａ）に示すように、圧電素子１０２に立ち上がり波形を印加したときに、移動体１０４ａと振動基板１０３上の電極１３１、１３２、１３３とを吸着させ、かつ、移動体１０４ｂは吸着させないような波形の電圧を移動体１０４ａ、１０４ｂにそれぞれ印加する。一方、圧電素子１０２に立ち下がり波形を印加したときには、移動体１０４ａは吸着させず、かつ、移動体１０４ｂを吸着させるような波形の電圧を移動体１０４ａ、１０４ｂにそれぞれ印加する。このようにすると、移動体１０４ａは右へ、移動体１０４ｂは左へ移動することになる。これに対して、図１１の（ｂ）のように、移動体１０４ｂに対して、電極１３１、１３２、１３３へ常に吸着させるような電圧を印加すると、移動体１０４ｂは移動しなくなり、移動体１０４ａのみが移動する。
【００７８】
図１２は、第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおける制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、２つ以上の移動体をそれぞれに位置決めする場合であれば第５の実施形態以外の場合にも適用可能である。第１から第４の実施形態のように１つの移動体を位置決めするのと同様に、移動体が２つある第５の実施形態においても、２つの移動体に対して１駆動波形あたりの移動量を設定（ステップＳ８１、８２）する。移動体１０４ａ、１０４ｂに対して目標位置をそれぞれ設定（ステップＳ８３、８４）する。それぞれの移動体について、位置検出（ステップＳ８５、８６）、検出位置と目標位置との差の検出（ステップＳ８８、８９）、駆動電圧パターンの生成（ステップＳ９０、９１）、及び、駆動パターンの印加（ステップＳ９２）を行う。
【００７９】
さらに、駆動パターン印加後に検出された位置と目標位置が一致した場合（ステップＳ８７でＹＥＳ）は、目標位置の変更がなければ（ステップＳ９３でＮＯ）、位置決めを完了する（ステップＳ９４）。目標位置に変更があるとき（ステップＳ９３でＹＥＳ）は、目標位置を改めて設定（ステップＳ８３、８４）した後に、上述の位置検出（ステップＳ８５）以降の操作を行う。なお、制御の流れは、第１の実施形態の場合（図３）と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００８０】
このような制御によって、２つ以上の移動体に対して、移動体が１つの場合と同様に、位置決めが可能になる。目標位置の設定については、それぞれの移動体を振動基板に対する相対的な位置で入力しても良いし、移動体１０４ａと移動体１０４ｂとの間隔が所定の間隔になるような目標位置の入力の仕方でもかまわない。また、２つ以上の移動体の位置決めにおいても、第２〜第４の実施形態のような１駆動波形あたりの移動量の設定を用いることも容易に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明にかかる慣性駆動アクチュエータの位置制御方法及び慣性駆動アクチュエータは、小型の移動体の微小変位の制御に有用であり、特に、内視鏡や携帯電話用カメラの光学系の位置制御に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す一部平面図である。
【図２】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面（断面）図である。
【図３】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの移動体をそれぞれ左、右方向に移動させるときの１駆動あたりの駆動波形を示し、横軸に時間、縦軸に信号の大きさをとった図である。
【図４】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態の変形例において移動体をそれぞれ左、右方向に移動させるときの１駆動あたりの駆動波形を示し、横軸に時間、縦軸に信号の大きさをとった図である。
【図６】第２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】第４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す一部平面図である。
【図１０】第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面（断面）図である。
【図１１】（ａ）は第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、一方の移動体を右方向へ、他方の移動体を左方向へ移動させるときの１駆動あたりの駆動波形を示し、横軸に時間、縦軸に信号の大きさをとった図であり、（ｂ）は第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、一方の移動体を右方向へ、他方の移動体を停止させるときの１駆動あたりの駆動波形を示し、横軸に時間、縦軸に信号の大きさをとった図である。
【図１２】第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの位置制御の流れを示すフローチャートである。
【図１３】従来の変位量検知方法に係るレンズユニットの概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１        固定部材
２        圧電素子（移動手段）
３        振動基板
４        移動体
５        永久磁石
６        移動量記憶手段
７        目標位置記憶手段
８        位置検出手段
９        比較手段
１０      駆動電圧パターン設定手段
１１      駆動手段
３１      電極
３２      電極
１０１    固定部材
１０２    圧電素子（移動手段）
１０３    振動基板
１０４ａ  移動体
１０４ｂ  移動体
１０５    永久磁石
１０６    移動量記憶手段
１０７    目標位置記憶手段
１０８    位置検出手段
１０９    比較手段
１１０    駆動電圧パターン設定手段
１１１    駆動手段
１３１    電極
１３２    電極
１３３    電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008283735.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008283735.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008283735.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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