(57)【要約】【課題】移動部のロングストロークの移動にも対応可能であり、且つ高分解能の位置検出が可能な位置検出装置を提供する。【解決手段】部材センサ２８は、複数のスリットが所定の間隔をおいて設けられた移動部と、移動部に光を照射する投光部と、スリットを透過した光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第１のＰＳＤ５５Ａと、第１のＰＳＤ５５Ａに対して移動部の移動方向にずれた位置に設けられ、スリットを透過した光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第２のＰＳＤ５５Ｂと、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂから出力された光電流に基づいて、光が移動部上に投光する投光位置を第１精度で検出した後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で第１精度よりも高い第２精度でさらに投光位置を検出する制御回路２７とを備える。【選択図】　図７
2004069604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスリットが所定の間隔をおいて設けられた移動部と、
前記移動部に光を照射する投光部と、
スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第１受光部と、
前記第１受光部に対して前記移動部の移動方向にずれた位置に設けられ、スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第２受光部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を第１精度で検出した後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で前記第１精度よりも高い第２精度でさらに前記投光位置を検出する位置検出処理部とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置検出処理部は、前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が透過したスリットを検出した後に前記受光面における受光位置を検出することによって、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を検出することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記所定の間隔は、前記第１受光部及び前記第２受光部のうちの少なくとも一方が前記光を受光可能とする間隔であることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項４】
１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、
前記移動部材の位置を検出する請求項１に記載の位置検出装置とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、
前記移動部材の位置を検出する請求項１に記載の位置検出装置と、
前記移動部材に配設されるレンズとを備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出装置に関し、特に、カメラの撮影レンズ等の位置を検出する位置検出装置、その位置検出装置を用いる駆動装置及びその位置検出装置を用いる光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影レンズ等が取り付けられた移動部材を棒状の駆動部材に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、その駆動部材の一方端に圧電素子を固着して構成されたインパクト型圧電アクチュエータからなる駆動装置が知られている。この構成の圧電アクチュエータをフォーカスレンズ、ズームレンズ、手ぶれ補正用レンズ等に用いる場合には、ピント合わせ、倍率合わせ、手ぶれ補正等を正確に行うために、移動部材の位置を制御する必要がある。そこで、このような駆動装置には、撮影レンズの位置を検出するために位置センサが設けられており、特に、移動部材が駆動部材の一端から他端までのロングストロークを移動する際に、高分解能、かつ処理が簡単な位置センサが望まれている。
【０００３】
一方、位置センサに用いられる検出素子として半導体位置検出素子（ＰＳＤ）が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平５−１８７８４号公報では、１つの半導体位置検出素子を用いて移動体の位置を検出する方法が開示されている。この方法では、所定のピッチで形成されたスリットを有する移動体を挟んで投光素子とＰＳＤとが対向状態となるように配置される。そして、移動体の移動に伴ってＰＳＤにはスリットを透過した投光素子の光が入射する。この入射位置により、移動体がスリットの１ピッチ分移動する間の位置に相当する信号が検出される。
【０００５】
また、特開平５−８７５９１号公報では、位相が異なる２つの半導体位置検出素子と、パルス間隔が異なる半導体位置検出素子とを用いて移動体の位置を検出する方法が開示されている。この方法では、一周期内にＮ個の第１のスリットが形成された第１のスリット体を経由した光を該第１のスリットに対する位相の異なる各位置に配置された第１及び第２のＰＳＤで受光する。さらに、一周期内にＮ＋１個もしくはＮ−１個の第２のスリットが形成された第２のスリット体を経由した光を第３のＰＳＤで受光し、第１及び第２のスリット体の上記一周期内の絶対位置を求める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前者の方法では、１つのＰＳＤで移動体の位置を検出しているため、スリットの幅の分だけ不感帯となってしまう場合がある。スリットの幅を狭くすることでこの不感帯をなくすことは可能ではあるが、装置の小型化を実現しようとすると、スリットの幅を狭くすることは困難であるという問題を有している。
【０００７】
また、後者の方法では、３つのＰＳＤを用いているため、処理する信号の数が多くなり、高い製造精度が求められ、製造コストも高くなるという問題を有している。また、演算処理に除算を用いているため、演算処理に時間がかかり、高速で位置検出を行うには不適であるという問題を有している。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、移動部のロングストロークの移動にも対応可能であり、且つ高分解能の位置検出が可能な位置検出装置、駆動装置及び光学機器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置検出装置は、複数のスリットが所定の間隔をおいて設けられた移動部と、前記移動部に光を照射する投光部と、スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第１受光部と、前記第１受光部に対して前記移動部の移動方向にずれた位置に設けられ、スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第２受光部と、前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を第１精度で検出した後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で前記第１精度よりも高い第２精度でさらに前記投光位置を検出する位置検出処理部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、移動部が移動することによってスリットの位置が相対的に移動し、第１受光部及び第２受光部によって、スリットを透過した光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流が出力されるため、移動部の一端から他端までのロングストロークの移動にも対応することができる。さらに、位置検出処理部によって、第１受光部及び第２受光部から出力された光電流に基づいて、光が移動部上に投光する投光位置が第１精度で検出された後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で第１精度よりも高い第２精度でさらに投光位置が検出されるため、高分解能の位置検出が可能となる。
【００１１】
また、上記の位置検出装置において、前記位置検出処理部は、前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が透過したスリットを検出した後に前記受光面における受光位置を検出することによって、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を検出することが好ましい。この構成によれば、位置検出処理部によって、第１受光部及び第２受光部から出力された光電流に基づいて、光が透過したスリットが検出された後に受光面における受光位置が検出されることによって、光が前記移動部上に投光する投光位置が検出されるため、高分解能の位置検出が可能となる。
【００１２】
さらに、上記の位置検出装置において、前記所定の間隔は、前記第１受光部及び前記第２受光部のうちの少なくとも一方が前記光を受光可能とする間隔であることが好ましい。この構成によれば、移動部に設けられたスリットの間隔を第１受光部及び第２受光部のうちの少なくとも一方が受光位置となるように設けることで、第１受光部及び第２受光部のうちの少なくとも一方の受光面の受光位置が簡単な演算処理で求めることができるので演算処理にかかる時間を短縮することができ、移動部の相対位置を得ることができる。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る駆動装置は、１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、前記移動部材の位置を検出する上記の位置検出装置とを備える。この構成によれば、上記の位置検出装置を駆動装置に用いることができ、駆動装置の小型化を実現することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る光学機器は、１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、前記移動部材の位置を検出する上記の位置検出装置と、前記移動部材に配設されるレンズとを備える。この構成によれば、上記の位置検出装置を光学機器に用いることができ、光学機器の小型化を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１６】
本実施の形態における駆動装置の構成について説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態における駆動装置の構成を概略的に示すブロック図である。図２は、駆動装置に用いたインパクト型圧電アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【００１８】
図１及び図２において、駆動装置１０は、電気機械変換素子２１、支持部材２２、駆動部材２３、移動部材２４、駆動回路２５、電圧制御部２６、制御回路２７、部材センサ２８、位置検出回路２９、基端センサ３０及び先端センサ３１を備えて構成される。インパクト型圧電アクチュエータ１１は、電気機械変換素子２１、支持部材２２、駆動部材２３及び移動部材２４を備えて構成される。
【００１９】
支持部材２２は、電気機械変換素子２１と駆動部材２３とを保持する部品であり、円柱体の軸方向両端部２２１、２２２と略中央に位置する仕切壁２２３とを残して内部を刳り貫くことにより形成された第１収容空間２２４及び第２収容空間２２５を有している。この第１収容空間２２４には、電気機械変換素子２１がその分極方向である伸縮方向を支持部材２２の軸方向と一致させた状態で収容されている。第２収容空間２２５には、移動部材２４の一部と駆動部材２３とが収容されている。
【００２０】
電気機械変換素子２１は、例えば、所定の厚みを有する複数枚の圧電基板を各圧電基板間に電極を介して積層した圧電素子であり、積層方向に伸縮する。このような積層型圧電素子は、バイモルフと比較すると弾性スチフネスが大きいために共振周波数が高く、そのため応答速度が速いという有利な効果がある。さらに、積層型圧電素子は、バイモルフと比較すると発生力も桁違いに大きいという有利な効果がある。圧電基板の厚みは、仕様から必要とされる伸縮量、積層数及び印加電圧などにより決定される。
【００２１】
電気機械変換素子２１は、その伸縮方向である長手方向の一方端面が第１収容空間２２４の一方端面（端部２２１側端面）に固着されている。支持部材２２の他方端部２２２及び仕切壁２２３には、中心位置に駆動部材２３の断面形状に合わせた形状の孔が穿設されると共に、この両孔を貫通して棒状の駆動部材２３が第２収容空間２２５に軸方向に沿って移動可能に収容されている。電気機械変換素子２１の他方端面は、駆動部材２３の第１収容空間２２４内に突出した端部が固着される。
【００２２】
第２収容空間２２５の外部に突出した駆動部材２３の端部は、板ばね３２により所定のばね圧で電気機械変換素子２１側に付勢されている。この板ばね３２の付勢は、電気機械変換素子２１の伸縮動作に基づく駆動部材２３の軸方向変位を安定化させるためである。
【００２３】
駆動部材２３は、電気機械変換素子２１の伸縮を移動部材２４の移動に変換すると共に、移動部材２４を支えるガイドである。駆動部材２３の断面形状は、円形、楕円及び矩形などの形状を適用することができるが、移動部材２４を安定的に支えスムーズに移動させることができるようにする観点から本実施の形態では、円形である。
【００２４】
移動部材２４は、駆動部材２３の軸方向の両側に取付部２４１を有する基部２４２と、両取付部２４１の間に着装される挟込み部材２４３とを備える。基部２４２は、駆動部材２３に遊嵌される。挟込み部材２４３は、両取付部２４１に取り付けられた板ばね２４４によって駆動部材２３の方向に押圧され、駆動部材２３に接触する。この接触によって、移動部材２４は、所定の摩擦力で駆動部材２３と結合される。また、駆動対象物３３は、この移動部材２４の取付部２４１を用いて取り付けられる。駆動対象物３３が取付部２４１に取り付けられている部分と対向する部分に、駆動対象物３３を支持する補助支持部材３４が取り付けられる。この補助支持部材３４によって駆動対象物３３は、駆動部材２３の軸方向と略垂直な方向の回転を防止可能とする。
【００２５】
駆動対象物３３は、本実施の形態における駆動装置が搭載される光学機器によって異なる。例えば、光学機器がカメラの場合にはフォーカスレンズ、ズームレンズ、手ぶれ補正用レンズなどが駆動対象物３３となり、オーバヘッドプロジェクタの場合には投影レンズが駆動対象物３３となり、双眼鏡の場合にはフォーカスレンズが駆動対象物３３となる。なお、手ぶれ補正用レンズなどのようにＸＹの２方向に移動させることが必要な場合には、方向ごとに駆動装置が配置される。本実施の形態における駆動装置が搭載される光学機器は、これらに限定されないが、駆動装置１０の特性から、駆動対象物３３の正確な位置制御が必要な場合に好適である。
【００２６】
駆動回路２５は、電気機械変換素子２１に印加される駆動電圧を生成する回路であり、電圧制御部２６の制御によって駆動電圧の振幅、周波数及び駆動電圧が矩形波である場合にはデューティー比Ｄが調整される。
【００２７】
部材センサ２８は、移動部材２４の移動可能範囲内に配設されており、半導体位置検出素子、いわゆるＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）素子などのセンサにより構成されている。移動部材２４の位置が部材センサ２８により検出されることで移動部材２４を所定位置に移動させる制御が可能となる。基端センサ３０及び先端センサ３１は、フォトインタラプタなどのセンサにより構成され、移動部材２４が移動可能範囲内を越えて移動することを防止可能な位置に配設される。なお、部材センサ２８については後述する。
【００２８】
位置検出回路２９は、部材センサ２８から出力される光電流を電圧に変換し、制御回路２７が備える後述の２相カウンタ及び位置検出部に出力する電気信号を生成する。
【００２９】
制御回路２７は、駆動装置１０の全体の制御を行う回路であり、演算処理を行う中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、以下、「ＣＰＵ」と略記する。）、処理プログラムとデータとが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）及びデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えて構成される。特に、ＲＯＭには、駆動電圧の基本駆動周波数及び移動部材２４の移動速度と駆動電圧を特定する物理量のうち操作量となる操作物理量との関係を示すルックアップテーブル等が記憶される。
【００３０】
制御回路２７は、移動部材２４を所望の速度状態で所望の位置に移動させるために駆動回路２５の動作を指示する外部信号、部材センサ２８、基端センサ３０及び先端センサ３１の検出出力が入力され、これら入力に基づいてルックアップテーブルを参照して移動速度を決定し、移動部材２４が決定された移動速度で指示された移動位置となるように、駆動回路２５の波形発生器（図示省略）に制御信号を出力する。
【００３１】
図３は、駆動装置の駆動原理を説明するための図である。図３（Ａ）は、移動部材２４を正方向に移動させる場合において、駆動回路２５から電気機械変換素子２１に出力される駆動電圧の電圧波形を示す図であり、図３（Ｂ）は、これに対応する電気機械変換素子２１の伸縮による変位を示す図である。また、図３（Ｃ）は、移動部材２４を逆方向に移動させる場合において、駆動回路２５から電気機械変換素子２１に出力される駆動電圧の電圧波形を示す図であり、図３（Ｄ）は、これに対応する電気機械変換素子２１の伸縮による変位を示す図である。
【００３２】
ここで、正方向とは、移動部材２４が電気機械変換素子２１から駆動部材２３の先端部（板ばね３２によって付勢される端部）に向う方向であり、逆方向とは、移動部材２４が駆動部材２３のこの先端部から電気機械変換素子２１に向う方向である。また、電気機械変換素子２１の伸縮による変位は、レーザドップラー振動計により測定した。
【００３３】
図３（Ａ）に示すようなデューティー比Ｄ３：７の矩形波状の駆動電圧が電気機械変換素子２１に印加された場合には、電気機械変換素子２１の変位は、図３（Ｂ）に示すように緩慢な立ち上がり部Ｔａと急峻な立下り部Ｔｂとを有する鋸歯形状となることが確認された。一方、図３（Ｃ）に示すようなデューティー比Ｄ７：３の矩形波状の駆動電圧が電気機械変換素子２１に印加された場合には、図３（Ｄ）に示すような電気機械変換素子２１の変位は、急峻な立ち上がり部Ｔｃと緩慢な立下り部Ｔｄとを有する鋸歯形状となることが確認された。
【００３４】
すなわち、電気機械変換素子２１の変位が図３（Ｂ）に示すような緩慢な立ち上がり部Ｔａでは、電気機械変換素子２１が緩やかに伸長し、移動部材２４が駆動部材２３と共に正方向に移動する。そして、電気機械変換素子２１の変位が図３（Ｂ）に示すような急峻な立ち下がり部Ｔｂでは、電気機械変換素子２１が急激に縮小し、駆動部材２３が逆方向に移動しても移動部材２４は、駆動部材２３上をスリップして略同位置に留まることになる。その結果、移動部材２４は、正方向に移動したことになる。したがって、図３（Ａ）に示す矩形波の駆動電圧が電気機械変換素子２１に繰り返し印加されることで、移動部材２４は、正方向に間欠的に移動することになる。逆方向の移動原理も同様である。
【００３５】
ここで、緩慢な立ち上がり部Ｔａにおいても移動部材２４と駆動部材２３とが必ずスリップしない状態である必要はなく、緩慢な立ち上がり部Ｔａにおいて移動部材２４が正方向に移動する正移動量から、急峻な立ち下がり部Ｔｂにおいて移動部材２４が逆方向に移動する逆移動量を差し引いた値が０より大きければ結果的に正方向に移動する。駆動電圧のデューティー比Ｄの変化に従って緩慢な立ち上がり部Ｔａの傾きと急峻な立ち下がり部Ｔｂの傾きとは変化するので、正移動量と逆移動量とは、駆動電圧のデューティー比Ｄの変化に因ることになる。したがって、移動部材２４を正方向に移動させるためには、駆動電圧のデューティー比Ｄは、（正移動量）−（逆移動量）＞０となるように設定すればよいことになる。また、駆動電圧が矩形波である場合だけでなく、正弦波である場合でも上述した鋸歯形状を実現できることが確認されている。
【００３６】
なお、デューティー比Ｄは、矩形波のハイレベルの時間をＴ１、ローレベルの時間をＴ２とすると、Ｔ１：Ｔ２である。
【００３７】
なお、共振周波数と駆動周波数との関係及び移動方向の関係は、実験によって確認された事項であり、駆動装置１０の駆動原理と共に、本特許出願の出願人と同一の出願人である特開２００１−２１１６６９号公報に開示した。
【００３８】
図４は、インパクト型圧電アクチュエータ１１及び部材センサ２８の主な構成を示す図である。部材センサ２８は、移動部４１、第１の赤外発光ダイオード（Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅｓ、以下、「第１のＩＲＥＤ」と略記する。）４２、第２の赤外発光ダイオード（以下、「第２のＩＲＥＤ」と略記する。）４３及びＰＳＤパッケージ４４を備えて構成される。
【００３９】
図５は部材センサ２８の構成を示す図であり、図５（Ａ）は、部材センサ２８をインパクト型圧電アクチュエータ１１側から見た図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の部材センサ２８を移動方向に垂直な方向から見た図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の部材センサ２８を移動方向に平行な方向から見た図である。図５（Ａ）に示すように、移動部４１は、スリット板５１、スリット５２、スリット板保持部５３及びスリット板支持部５４により構成される。
【００４０】
図４及び図５において、移動部４１は、複数のスリットが所定の間隔をおいて設けられており、移動部材２４とスリット板支持部５４を介して一体に取り付けられている。第１のＩＲＥＤ４２は、移動部４１に設けられたスリット５２を介して後述する第１のＰＳＤに光を照射する。第２のＩＲＥＤ４３は、移動部４１に設けられたスリット５２を介して後述する第２のＰＳＤに光を照射する。ＰＳＤパッケージ４４は、第１のＰＳＤ及び第２のＰＳＤから構成される。
【００４１】
スリット板５１には、長尺状の薄い板に複数のスリット５２が移動方向（図５（Ａ）中の矢印の方向）に所定の間隔Ｘをおいて設けられている。スリット５２は、長方形状であり、長辺が移動方向に対して垂直であり、短辺が移動方向に対して平行である。また、隣り合うスリット５２の間隔Ｘは、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂのうちの少なくとも一方が受光可能となる間隔である。このように、移動部４１に設けられたスリット５２の間隔Ｘを第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂのうちの少なくとも一方が受光可能となるように設けることで、ＰＳＤの原理より、ＰＳＤの受光面上の受光位置が簡単な演算処理で求めることができるので演算処理にかかる時間を短縮することができ、移動部４１のＰＳＤの受光面上の位置を得ることができる。
【００４２】
スリット板５１の短手方向の両側には、スリット板５１を保持するためのスリット板保持部５３が設けられている。スリット板保持部５３は、スリット板５１が高速移動した場合に変形を起こさないようにスリット板５１の平面性を保つものである。スリット板保持部５３にはスリット板５１を移動部材２４と一体に移動させるためのスリット板支持部５４が設けられている。スリット板支持部５４は、スリット板５１を移動部材２４に固定するものであり、所定の方法でスリット板保持部５３と移動部材２４とに固着されている。スリット板支持部５４によってスリット板５１と移動部材２４とが固定されることによって、移動部材２４の移動に伴ってスリット板５１が移動することとなる。
【００４３】
スリット板５１の上方には投光部である第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３が設けられている。第１のＩＲＥＤ４２は、第１のＰＳＤ５５Ａに光を照射するものであり、第２のＩＲＥＤ４３は、第２のＰＳＤ５５Ｂに光を照射するものである。第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３の短手方向の間隔は、第１のＰＳＤ５５Ａと第２のＰＳＤ５５Ｂとの間隔Ｙと同じであり、第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３の長手方向の間隔は、スリット５２の間隔Ｘと同じ間隔で設けられている。
【００４４】
スリット板５１の下方には第１受光部である第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２の受光部である第２のＰＳＤ５５Ｂが設けられている。
【００４５】
図５（Ｂ）に示すように、第１のＰＳＤ５５Ａと第２のＰＳＤ５５Ｂとの間には、遮光版５６が設けられている。遮光板５６を設けることによって、第１のＩＲＥＤ４２からの光が第２のＰＳＤ５５Ｂに影響を及ぼさないようになっており、第２のＩＲＥＤ４３からの光が第１のＰＳＤ５５Ａに影響を及ぼさないようになっている。
【００４６】
図５（Ｃ）に示すように、第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３とスリット板５１との間には、マスク板５７が設けられている。マスク板５７は第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂに到達する光を絞るためのものである。
【００４７】
ここで、ＰＳＤについて説明する。図６はＰＳＤの構造を示す模式図である。なお、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂでは同じＰＳＤが用いられる。図６に示すように、ＰＳＤは、シリコンの表面にＰ層、裏面にＮ層、Ｐ層とＮ層との中間にあるＩ層から構成されるＰＩＮ構造となっている。Ｐ層の両端に電極ａ，ｂが設けられ、Ｐ層におけるこの両電極ａ，ｂ間が受光面となっている。ＰＳＤの受光面に入射した光は、光電変換され、光電流としてＰ層に付けられた電極ａ，ｂから分割出力される。ＰＳＤにスポット光が入射すると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発生する。発生した電荷は光電流として抵抗層（Ｐ層）を通り、電極ａ，ｂより出力される。抵抗層は、受光面に均一な抵抗値をもつように作られているため、光電流は電極ａ，ｂまでの距離（抵抗値）に逆比例して分割され、取り出される。ここで、ＰＳＤの電極ａ，ｂ間の距離をＬとし、光電流をＩ０とし、電極ａ，ｂから取り出される電流をＩ１，Ｉ２とし、ＰＳＤの中心から入射光の入射位置までの距離をｘＡとすると、下記の（１）式が得られる。
（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ１＋Ｉ２）＝２ｘＡ／Ｌ・・・・（１）
上記（１）式に示すように、光電流Ｉ０の総電流（Ｉ１＋Ｉ２）を一定にすることで、Ｉ２−Ｉ１を検出すれば、ｘＡを算出することができる。
【００４８】
このように、半導体位置検出素子（ＰＳＤ）を用いることによって、演算処理を簡略化することができる。
【００４９】
図７は、本実施の形態における駆動装置の構成を機能的に示すブロック図である。本実施の形態における駆動装置は、電気機械変換素子２１、駆動回路２５、電圧制御部２６、制御回路２７、位置検出回路２９及びＰＳＤパッケージ４４とを備えて構成される。位置検出回路２９は第１の位置検出回路２９Ａ及び第２の位置検出回路２９Ｂから構成され、ＰＳＤパッケージ４４は第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂを備え、上述のように構成される。第１のＰＳＤ５５Ａで光電変換された光電流ＩＡ１及びＩＡ２が第１の位置検出回路２９Ａに出力され、第２のＰＳＤ５５Ｂで光電変換された光電流ＩＢ１及びＩＢ２が第２の位置検出回路２９Ｂに出力される。
【００５０】
図８は第１の位置検出回路２９Ａの回路構成の一例を示す図である。まず、第１のＰＳＤ５５Ａにより光の重心位置が検出される。第１のＰＳＤ５５Ａの電極ａより電流ＩＡ１（以下Ｉ１とする。）が出力され、電極ｂより電流ＩＡ２（以下Ｉ２とする。）が出力される。電極ａから出力された電流Ｉ１はＩ／Ｖ変換アンプ３０２に出力され、電極ｂから出力された電流Ｉ２はＩ／Ｖ変換アンプ３０３に出力される。Ｉ／Ｖ変換アンプ３０２は、第１のＰＳＤ５５Ａの電極ａより出力された電流Ｉ１を検出容易な電圧値に変換し、電流Ｉ１から変換された電圧ＶＩ１を減算回路３０４及び加算回路３０５に出力する。Ｉ／Ｖ変換アンプ３０３は、第１のＰＳＤ５５Ａの電極ｂより出力された電流Ｉ２を検出容易な電圧値に変換し、電流Ｉ２から変換された電圧ＶＩ２を減算回路３０４及び加算回路３０５に出力する。減算回路３０４は、電圧ＶＩ２から電圧ＶＩ１を減算した電圧ＶＤＩＦをゲインアンプ３０６に出力する。加算回路３０５は、電圧ＶＩ１と電圧ＶＩ２とを加算した電圧ＶＡＮＤを受光電流一定化回路３０７に出力する。
【００５１】
ゲインアンプ３０６は、減算回路３０４より出力された電圧ＶＤＩＦ（＝ＶＩ２−ＶＩ１）を制御回路２７のＡＤＣレンジに最適なように所定倍αだけ増幅するとともに、不要な高周波ノイズを除去する（ＬＰＦ）。所定の倍数αだけ増幅された電圧ＶＤＩＦ（＝ＶＩ２−ＶＩ１）は、ＰｎＡ信号として制御回路２７に出力されるとともに、比較回路３０８に出力される。受光電流一定化回路３０７は、ＩＲＥＤの固体ばらつき、経時変化が生じた場合でもＰＳＤより出力される和電流値（Ｉ１＋Ｉ２）が一定値となるように第１のＩＲＥＤ４２に流す電流を制御する。本実施の形態では、基準電圧値ＩＣＶＲＥＦに対して０．９Ｖだけ高い制御電圧値ＩＲＶＲＥＦになるように制御する。電圧ＶＡＮＤ（＝ＶＩ１＋ＶＩ２）が制御電圧ＩＲＶＲＥＦ（＝ＩＣＶＲＥＦ＋０．９）よりも高い電圧値となった場合は、コンパレータの出力はＬレベルとなり、制御用トランジスタをＯＦＦにする。一方、電圧ＶＡＮＤが制御電圧ＩＲＶＲＥＦよりも低い電圧値となった場合は、コンパレータの出力はＨレベル（略電圧値）となり、制御用トランジスタをＯＮにして第１のＩＲＥＤ４２に電流を流す。この処理を高速にフィードバックすることで電圧ＶＡＮＤの出力が制御電圧ＩＲＶＲＥＦと同等となり安定することとなる。
【００５２】
比較回路３０８は、第１のＩＲＥＤ４２に流している電流量を所定の値ＶＲＥＦＣＡと比較して制御回路２７の２相カウンタ４０４に入力される信号ＶＣＯＵＮＴＡとして出力する。なお、所定の値ＶＲＥＦＣＡは、スリット光がＰＳＤのセンター付近にあるレベルの電圧値であり、ＰＳＤの差からアナログ的に位置を検出する信号α（ＶＩ２−ＶＩ１）と比較される。信号ＶＣＯＵＮＴＡは、所定の値ＶＲＥＦＣＡより高い場合、Ｈレベルの信号となり、所定の値ＶＲＥＦＣＡより低い場合、Ｌレベルの信号となる。
【００５３】
比較回路３０９は、第１のＩＲＥＤ４２に流している電流量を所定の値ＶＲＥＦＴと比較して制御回路２７に入力される信号ＶＴＲＵＥＡとして出力する。なお、所定の値ＶＲＥＦＴは、スリットを介した第１のＩＲＥＤ４２からの光が略１００％当たっているレベルを表す。この信号ＶＴＲＵＥＡがＨレベルの場合には、第１のＰＳＤ５５Ａに略完全にスリット光が当たっているので、この相の値をアナログ値として使用して位置検出を行っても性能が保証される。
【００５４】
図９は、第２の位置検出回路２９Ｂの回路構成の一例を示す図である。図９に示す第２のＰＳＤ５５Ｂ、Ｉ／Ｖ変換アンプ４０２、Ｉ／Ｖ変換アンプ４０３、減算回路４０４、加算回路４０５、ゲインアンプ４０６、受光電流一定化回路４０７、比較回路４０８及び比較回路４０９は、それぞれ図８に示す第１のＰＳＤ５５Ａ、Ｉ／Ｖ変換アンプ３０２、Ｉ／Ｖ変換アンプ３０３、減算回路３０４、加算回路３０５、ゲインアンプ３０６、受光電流一定化回路３０７、比較回路３０８及び比較回路３０９と同様の機能を有しており、ここでは異なる機能のみを説明する。
【００５５】
比較回路４０８は、第２のＩＲＥＤ４３に流している電流量を所定の値ＶＲＥＦＣＢと比較して制御回路２７の２相カウンタ４０４に入力される信号ＶＣＯＵＮＴＢ’としてＡＮＤ回路４１０に出力する。なお、所定の値ＶＲＥＦＣＢは、スリットを介した第２のＩＲＥＤ４３からの光がＰＳＤ受光幅に対して２５％程度の位置に来たレベルの電圧値である。信号ＶＣＯＵＮＴＢ’は、所定の値ＶＲＥＦＣＢより高い場合、Ｈレベルの信号となり、所定の値ＶＲＥＦＣＢより低い場合、Ｌレベルの信号となる。
【００５６】
比較回路４０９は、第２のＩＲＥＤ４３に流している電流量を所定の値ＶＲＥＦＴと比較して制御回路２７に入力される信号ＶＴＲＵＥＢとして出力する。また、信号ＶＴＲＵＥＢは、制御回路２７に出力されるとともに、ＡＮＤ回路４１０に出力される。なお、所定の値ＶＲＥＦＴは、スリットを介した第２のＩＲＥＤ４３からの光が略１００％当たっているレベルを表す。この信号ＶＴＲＵＥＢがＨレベルの場合には、第２のＰＳＤ５５Ｂに略完全にスリット光が当たっているので、この相の値をアナログ値として使用して位置検出を行っても性能が保証される。
【００５７】
ＡＮＤ回路４１０は、比較回路４０８から出力されるＶＣＯＵＮＴＢ’信号と比較回路４０９から出力されるＶＴＲＵＥＢ信号との論理積を求めて、ＶＣＯＵＮＴＢ信号として２相カウンタ４０４に出力する。
【００５８】
図１０は、第１の位置検出回路２９Ａ及び第２の位置検出回路２９Ｂから出力される信号の一例を示す波形図である。なお、図１０（Ａ）では、説明の便宜上、スリット板５１を固定し、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂが右方向に相対移動しているように示すが、実際にはスリット板５１が左方向に移動している。図１０（Ｂ）は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＰｎＡ信号の波形を表し、図１０（Ｃ）は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＰｎＢ信号の波形を表す。図１０（Ｄ）は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＶＩＲＥＤＡ信号の波形を表し、図１０（Ｅ）は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＶＩＲＥＤＢ信号の波形を表す。図１０（Ｆ）は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＶＴＲＵＥＡ信号の波形を表し、図１０（Ｇ）は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＶＴＲＵＥＢ信号の波形を表す。図１０（Ｈ）は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＶＣＯＵＮＴＡ信号の波形を表し、図１０（Ｉ）は、第２の位置検出回路２９Ｂの比較回路４０８から出力されるＶＣＯＵＮＴＢ’信号の波形を表し、図１０（Ｊ）は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＶＣＯＵＮＴＢ信号の波形を表す。
【００５９】
図１０（Ｂ）に示す第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＰｎＡ信号の波形は、スリット５２を介した光束が完全に当たっている部分（Ｄ１−Ｅ１）では、直線的に値が増加しており、スリット５２によって光束がけられている部分（Ａ１−Ｂ１，Ｃ１’−Ｄ１）では、傾きが緩やかになっている。また、スリット５２を介した光束が完全に当たっていない部分（Ｂ１’−Ｃ１）では、ＰｎＡ信号の出力の変化がなく、ほぼ中心値となっている。
【００６０】
図１０（Ｂ）の傾きが緩やかな部分（Ａ１−Ｂ１，Ｃ１’−Ｄ１）及びスリット５２を介した光束が完全に当たっていない部分（Ｂ１’−Ｃ１）は、図１０（Ｃ）に示す第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＰｎＢ信号では、直線的に値が増加している部分（Ａ２−Ｄ２）である。この直線的に値が増加している部分は、スリット５２を介した光束が完全に当たっている部分であり、アナログ的にＰＳＤの受光面における受光位置を検出可能な部分である。つまり、第１のＰＳＤ５５Ａでアナログ的に受光位置を検出することができない場合、第２のＰＳＤ５５Ｂでアナログ的に受光位置を検出することができる。
【００６１】
図１０（Ｄ）に示すように、電圧値ＶＩＲＥＤＡは、スリット５２によって光束がけられていない場合には、第１のＩＲＥＤ４２に流れる電流が小さく、ほぼ一定であるので電圧値は小さくなっている。つまり、スリット５２によって光束がけられている部分（Ａ３−Ｂ３，Ｃ３−Ｄ３）では、電圧値ＶＩＲＥＤＡが高くなっている。また、スリット５２を介した光束が完全に当たっていない部分（Ｂ３−Ｃ３）では、電圧値ＶＩＲＥＤＡが最も高くなっている。スリット５２を介した光束が完全に当たっている部分（Ｄ３−Ｅ３）では、電圧値ＶＩＲＥＤＡが最も低くなっており、一定している。
【００６２】
電圧値ＶＩＲＥＤＢについても電圧値ＶＩＲＥＤＡと同様に、図１０（Ｅ）に示すように、スリット５２によって光束がけられていない場合には、第２のＩＲＥＤ４３に流れる電流が小さく、ほぼ一定であるので電圧値は小さくなっている。
【００６３】
図１０（Ｆ）に示すＶＴＲＵＥＡ信号は、Ｈレベルの状態ではＰＳＤにほぼ充分な光束が当たっているため、この期間のＰｎＡのアナログ値を使用して高分解能な位置検出が可能である。ＶＴＲＵＥＡ信号は、電圧値ＶＩＲＥＤＡが最も低い電圧値付近の電圧の場合にＨレベルとなる。
【００６４】
図１０（Ｇ）に示すＶＴＲＵＥＢ信号は、ＶＴＲＵＥＡ信号と同様に、Ｈレベルの状態ではＰＳＤにほぼ充分な光束が当たっているため、この期間のＰｎＢのアナログ値を使用して高分解能な位置検出が可能である。ＶＴＲＵＥＢ信号は、電圧値ＶＩＲＥＤＢが最も低い電圧値付近の電圧の場合にＨレベルとなる。
【００６５】
図１０（Ｈ）に示すＶＣＯＵＮＴＡ信号は、ＰｎＡと所定の電圧値ＶＲＥＦＣＡとを比較して、ＰｎＡが所定の電圧値ＶＲＥＦＣＡよりも大きい場合にＨレベルとなり、ＰｎＡが所定の電圧値ＶＲＥＦＣＡよりも小さい場合にＬレベルとなる。
【００６６】
図１０（Ｉ）に示すＶＣＯＵＮＴＢ’信号は、ＰｎＢと所定の電圧値ＶＲＥＦＣＢとを比較して、ＰｎＢが所定の電圧値ＶＲＥＦＣＢよりも大きい場合にＨレベルとなり、ＰｎＢが所定の電圧値ＶＲＥＦＣＢよりも小さい場合にＬレベルとなる。
【００６７】
図１０（Ｊ）に示すＶＣＯＵＮＴＢ信号は、ＶＴＲＵＥＢ信号とＶＣＯＵＮＴＢ’信号との論理積を求めることによって得られる信号であり、ＶＣＯＵＮＴＡ信号とは位相が９０°異なる信号となっている。
【００６８】
図７に戻って、制御回路２７について説明する。制御回路２７は、目標位置受信部５０１、駆動制御部５０２、位置検出部５０３、２相カウンタ５０４、第１のＡＤＣ５０５、第２のＡＤＣ５０６、第１のルックアップテーブル（以下、「第１のＬＵＴ」と略記する。）５０７、第２のルックアップテーブル（以下、「第２のＬＵＴ」と略記する。）５０８、第１のＩ／Ｏ５０９及び第２のＩ／Ｏ５１０から構成される。
【００６９】
目標位置受信部５０１は、外部信号として入力される移動部材２４の目標位置を外部から受信し、駆動制御部５０２に送る。駆動制御部５０２は、目標位置受信部５０１によって受信された目標位置と、位置検出部５０３から送られる移動部材２４の現在位置とに基づいて目標位置に到達するように電気機械変換素子２１を駆動する。電気機械変換素子２１を駆動するために駆動制御部５０２は、駆動回路２５に印加される電圧を制御する信号を電圧制御部２６に送り、第１のＰＷＭ（以下ＰＷＭ１とする。）信号及び第２のＰＷＭ（以下ＰＷＭ２とする。）信号を駆動回路２５に送る。ＰＷＭ２信号は、ＰＷＭ１信号とは逆位相であるとともに位相がずらしてあり、この逆位相の信号でＨブリッジ回路からの印加電圧を制御する。ＰＷＭ２信号の位相とＰＷＭ１信号の位相とをずらすことによって駆動回路２５のＭＯＳトランジスタの貫通電流を防止するとともに圧電素子で消費される電力も抑えることが可能となる。
【００７０】
２相カウンタ５０４は、位相の異なる２相の信号をカウントすることでパルス分解能相当の絶対値を算出する。位相の異なる２相の信号とは、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＶＣＯＵＮＴＡ信号と第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＶＣＯＵＮＴＢ信号とを表し、ＶＣＯＵＮＴＡ信号及びＶＣＯＵＮＴＢ信号をカウントする。
【００７１】
図１１は、２相カウンタの原理を説明するための図である。図１１（Ａ）は位相の異なるＡ相及びＢ相の波形とカウント値を表し、図１１（Ｂ）はカウント値のアップ／ダウンカウント条件を表す。２相カウンタでは、Ａ相及びＢ相の立ち上がり（Ｌ→Ｈ）、立下り（Ｈ→Ｌ）の両エッジでカウントされる。つまり、図１１（Ｂ）に示すように、Ａ相がＬ→ＨでＢ相がＬの場合、Ａ相がＨでＢ相がＬ→Ｈの場合、Ａ相がＨ→ＬでＢ相がＨの場合及びＡ相がＬでＢ相がＨ→Ｌの場合に、アップカウントとなり、Ａ相がＨでＢ相がＨ→Ｌの場合、Ａ相がＨ→ＬでＢ相がＬの場合、Ａ相がＬでＢ相がＬ→Ｈの場合及びＡ相がＬ→ＨでＢ相がＨの場合に、ダウンカウントとなる。
【００７２】
また、駆動制御部５０２は、基端センサ３０又は先端センサ３１において移動部材２４が移動可能範囲内を超えると検出された場合、移動部材２４の位置を所定の初期位置にリセットし、２相カウンタ５０４は、カウンタを０にリセットし、リセットされた所定の初期位置から移動部４１の絶対値を算出する。
【００７３】
このように、駆動制御部５０２によって移動部４１の位置を所定の初期位置にリセットすることができ、リセットされた所定の初期位置からの移動部材２４と一体の移動部４１の絶対位置を算出することができる。
【００７４】
図７に戻って、第１のＡＤＣ５０５は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されるＰｎＡ信号をＡＤ変換し、第１のＬＵＴ５０７に出力する。第２のＡＤＣ５０６は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されるＰｎＢ信号をＡＤ変換し、第２のＬＵＴ５０８に出力する。
【００７５】
第１のＬＵＴ５０７は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されたアナログ信号を位置信号に変換するルックアップテーブルであり、スリットの位置と移動部材２４の位置との関係を示す。第１のＬＵＴ５０７は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されたＰｎＡ信号から移動部材２４の細かい位置を検出する。
【００７６】
第２のＬＵＴ５０８は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されたアナログ信号を位置信号に変換するルックアップテーブルであり、スリットの位置と移動部材２４の位置との関係を示す。第２のＬＵＴ５０８は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されたＰｎＢ信号から移動部材２４の細かい位置を検出する。
【００７７】
なお、第１のＬＵＴ５０７及び第２のＬＵＴ５０８は、制御回路２７が備えるＲＯＭに記憶されている。
【００７８】
第１のＩ／Ｏ５０９は、第１の位置検出回路２９Ａから出力されたＶＴＲＵＥＡ信号のデジタル値を入力し、位置検出部５０３に出力する。第２のＩ／Ｏ５１０は、第２の位置検出回路２９Ｂから出力されたＶＴＲＵＥＢ信号のデジタル値を入力し、位置検出部５０３に出力する。
【００７９】
次に、本実施の形態における位置検出装置の動作について説明する。
【００８０】
移動部材２４が移動することによって移動部材２４に固定されている移動部４１が移動し、第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３から照射された光がスリット５２を介して第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂの受光面にそれぞれ受光される。第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂにおいて受光された光は、光電流に変換され、それぞれ第１の位置検出回路２９Ａ及び第２の位置検出回路２９Ｂに出力される。第１の位置検出回路２９Ａ及び第２の位置検出回路２９Ｂにおいて生成されたＶＣＯＵＮＴＡ信号及びＶＣＯＵＮＴＢ信号が制御回路２７の２相カウンタ５０４に出力される。制御回路２７の２相カウンタ５０４は、ＶＣＯＵＮＴＡ信号及びＶＣＯＵＮＴＢ信号から第１の精度で大まかな移動部材２４の位置を検出する。つまり、第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３から照射された光が透過したスリットの位置が２相カウンタ５０４でカウントされることによって検出される。
【００８１】
そして、第１の位置検出回路２９Ａにおいて生成されたＰｎＡ信号が第１のＬＵＴ５０７に出力され、第２の位置検出回路２９Ｂにおいて生成されたＰｎＢ信号が第２のＬＵＴ５０８に出力される。第１の位置検出回路２９Ａ及び第２の位置検出回路２９Ｂにおいて生成されたＶＴＲＵＥＡ信号及びＶＴＲＵＥＢ信号が制御回路２７に出力され、制御回路２７の位置検出部５０３は、ＶＴＲＵＥＡ信号及びＶＴＲＵＥＢ信号からＰｎＡ信号及びＰｎＢ信号のうちのどちらの信号を用いて位置検出するかを判断する。ここで、ＶＴＲＵＥＡ信号がＨレベルの場合、第１のＰＳＤ５５Ａの受光面に光束が略完全に受光されているためＰｎＡ信号を用い、ＶＴＲＵＥＢ信号がＨレベルの場合、第２のＰＳＤ５５Ｂの受光面に光束が略完全に受光されているためＰｎＢ信号を用いる。そして、ＰｎＡ信号を用いる場合、第１のＬＵＴ５０７を参照して第１の精度より高い第２の精度で第１のＰＳＤ５５Ａの受光面における受光位置が検出される。ＰｎＢ信号を用いる場合、第２のＬＵＴ５０８を参照して第１の精度より高い第２の精度で第２のＰＳＤ５５Ｂの受光面における受光位置が検出される。つまり、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂの受光面における受光位置を検出することによって、第１のＩＲＥＤ４２及び第２のＩＲＥＤ４３から照射された光が移動部４１上に投光する投光位置が検出される。
【００８２】
このように、移動部材２４とともに移動部４１が移動することによってスリット５２の位置が相対的に移動し、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂによって、スリット５２を透過した光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流が出力されるため、移動部４１の一端から他端までのロングストロークの移動にも対応することができる。さらに、第１のＰＳＤ５５Ａ及び第２のＰＳＤ５５Ｂから出力された光電流に基づいて、光が移動部４１上に投光する投光位置が第１精度で検出された後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で第１精度よりも高い第２精度でさらに投光位置が検出されるため、高分解能の位置検出が可能となる。
【００８３】
また、本発明にかかる位置検出装置を光学機器に用いることによって、カメラ等の光学機器に用いることができ、特にカメラのレンズの駆動に用いることで、レンズの正確な位置制御を実現することができ、且つカメラの小型化を実現することができる。
【００８４】
また、本実施の形態では、基端センサ３０又は先端センサ３１において移動部材２４が移動可能範囲内を超えると検出された場合、移動部材２４の位置を所定の初期位置にリセットするとしたが、本発明は特にこれに限定されず、本体の電源がＯＦＦされたことを検出して移動部材２４の位置を所定の初期位置にリセットしてもよい。さらに、本体の電源がＯＮされたことを検出して移動部材２４の位置を所定の初期位置にリセットしてもよい。
【００８５】
ここで、主な発明を以下にまとめる。
【００８６】
（付記１）
複数のスリットが所定の間隔をおいて設けられた移動部と、
前記移動部に光を照射する投光部と、
スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第１受光部と、
前記第１受光部に対して前記移動部の移動方向にずれた位置に設けられ、スリットを透過した前記光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流を出力する第２受光部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を第１精度で検出した後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で前記第１精度よりも高い第２精度でさらに前記投光位置を検出する位置検出処理部とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【００８７】
（付記２）
前記位置検出処理部は、前記第１受光部及び前記第２受光部から出力された光電流に基づいて、前記光が透過したスリットを検出した後に前記受光面における受光位置を検出することによって、前記光が前記移動部上に投光する投光位置を検出することを特徴とする付記１記載の位置検出装置。
【００８８】
（付記３）
前記所定の間隔は、前記第１受光部及び前記第２受光部のうちの少なくとも一方が前記光を受光可能とする間隔であることを特徴とする付記１記載の位置検出装置。
【００８９】
（付記４）
前記移動部の位置を所定の初期位置にリセットするリセット手段をさらに備え、
前記位置検出処理部は、前記投光位置を前記所定の初期位置からの絶対位置で算出することを特徴とする付記１記載の位置検出装置。
【００９０】
（付記５）
前記第１受光部及び前記第２受光部は、半導体位置検出素子であることを特徴とする付記１記載の位置検出装置。
【００９１】
（付記６）
１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、
前記移動部材の位置を検出する付記１に記載の位置検出装置とを備えることを特徴とする駆動装置。
【００９２】
（付記７）
１次元的に移動部材を駆動するアクチュエータと、
前記移動部材の位置を検出する付記１に記載の位置検出装置と、
前記移動部材に配設されるレンズとを備えることを特徴とする光学機器。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る位置検出装置によれば、移動部が移動することによってスリットの位置が相対的に移動し、第１受光部及び第２受光部によって、スリットを透過した光を受光して受光面の受光位置に応じた光電流が出力されるため、移動部の一端から他端までのロングストロークの移動にも対応することができる。さらに、位置検出処理部によって、第１受光部及び第２受光部から出力された光電流に基づいて、光が移動部上に投光する投光位置が第１精度で検出された後に、当該第１精度で検出した投光位置の範囲内で第１精度よりも高い第２精度でさらに投光位置が検出されるため、高分解能の位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における駆動装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】駆動装置に用いたインパクト型圧電アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図３】駆動装置の駆動原理を説明するための図である。
【図４】インパクト型圧電アクチュエータ及び部材センサの構成を示す図である。
【図５】部材センサの構成を示す図である。
【図６】ＰＳＤの構造を示す模式図である。
【図７】本実施の形態における駆動装置の構成を機能的に示すブロック図である。
【図８】第１の位置検出回路２９Ａの回路構成の一例を示す図である。
【図９】第２の位置検出回路２９Ｂの回路構成の一例を示す図である。
【図１０】第１の位置検出回路及び第２の位置検出回路から出力される信号の一例を示す波形図である。
【図１１】２相カウンタの原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１０　駆動装置
１１　インパクト型圧電アクチュエータ
２１　電気機械変換素子
２４　移動部材
２５　駆動回路
２６　電圧制御部
２７　制御回路
２８　部材センサ
２９Ａ　第１の位置検出回路
２９Ｂ　第２の位置検出回路
３０　基端センサ
３１　先端センサ
４１　移動部
４２　第１のＩＲＥＤ
４３　第２のＩＲＥＤ
４４　ＰＳＤパッケージ
５５Ａ　第１のＰＳＤ
５５Ｂ　第２のＰＳＤ
５０１　目標位置受信部
５０２　駆動制御部
５０３　位置検出部
５０４　２相カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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