(57)【要約】【課題】始動および停止時に発生するインパクト型圧電アクチュエータの衝撃音を低減する。【解決手段】圧電素子１０１に固着結合した駆動軸１０３は駆動信号に基づく速度の異なる伸縮変位振動を発生し、駆動軸１０３に摩擦結合しているレンズ保持枠１２２を移動させることが出来る。始動時には、圧電素子１０１に印加してもレンズ保持枠１２２が駆動しない駆動信号を急速に印加した後、レンズ保持枠１２２の速度が増加するよう駆動信号を変化させる。停止時には、レンズ保持枠１２２の速度が減少するよう駆動信号を変化させた後、圧電素子１０１に印加してもレンズ保持枠１２２が駆動しない状態となるまで駆動信号を印加し、その後レンズ保持枠１２２を静止摩擦力で静止させる。【選択図】　図１
2004056951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動回路において、
駆動信号として圧電素子に与えられるべき電圧を供給する電圧制御回路手段と、駆動信号が所望の周波数およびデューティ比となるよう駆動パルスを発生させるパルス発生手段と、
電圧制御回路手段およびパルス発生手段の少なくとも一方に制御信号を出力する制御手段を有し、
制御手段は、被駆動部材の始動時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態から被駆動部材の加速度の絶対値が増加するよう駆動信号を変化させる始動時制御信号、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の加速度の絶対値が減少するよう駆動信号を印加する停止時制御信号のうち、少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動回路において、
駆動信号として圧電素子に与えられるべき電圧を供給する電圧制御回路手段と、駆動信号が所望の周波数およびデューティ比となるよう駆動パルスを発生させるパルス発生手段と、
電圧制御回路手段およびパルス発生手段の少なくとも一方に制御信号を出力する制御手段を有し、
制御手段は、被駆動部材の始動時に被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力により静止している状態から圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号を比較的急速に印加した後被駆動部材の速度が増加するよう比較的緩速に駆動信号を変化させる始動時制御信号、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の速度が減少するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加した後被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力によって静止する状態となるよう比較的急速に駆動信号を印加する停止時制御信号のうち、少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする駆動回路。
【請求項３】
前記制御手段は、駆動信号として前記圧電素子に与えられるべき電圧を変化させる制御信号及び前記駆動パルスのデューティ比を変化させる制御信号のうち少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の駆動回路。
【請求項４】
駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動方法において、
被駆動部材の始動時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態から被駆動部材の加速度の絶対値が増加するよう駆動信号を変化させる駆動制御、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の加速度の絶対値が減少するよう駆動信号を印加する駆動制御のうち、少なくとも一方の駆動制御を行うことを特徴とする駆動方法。
【請求項５】
駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動方法において、
被駆動部材の始動時に、被駆動部材が駆動部材に対して静止摩擦力で静止している状態から圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号を比較的急速に印加した後被駆動部材の速度が増加するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加する駆動制御、及び被駆動部材の停止時に、圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の速度が減少するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加した後被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力によって静止する駆動信号を比較的急速に印加する駆動制御のうち、少なくとも一方の駆動制御を行うことを特徴とする駆動方法。
【請求項６】
前記駆動信号の電圧及びデューティ比のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の駆動方法。
【請求項７】
前記被駆動部材の停止状態において、前記被駆動部材が前記駆動部材に対して静止摩擦力によって静止していることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の駆動方法。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動回路を有する撮像装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラその他の精密機械等を構成する機構部品を移動させるための圧電アクチュエータを使用した駆動装置の駆動回路および駆動方法に関する。また、上記駆動回路を用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラや精密機械その他の精密機械等を構成する機構部品の駆動装置として、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。インパクト型圧電アクチュエータは単純な構成で小型化、高精度化、高速化が可能なアクチュエータである。図１５はインパクト型圧電アクチュエータを含む駆動装置の基本構成を示す図である。圧電素子１０１と、圧電素子が固着された支持部材１０２と、圧電素子に固着されて圧電素子とともに変位する駆動部材１０３と、駆動部材に摩擦結合した被駆動部材１０４と圧電素子に電圧を印加する駆動回路１０５とからなる。被駆動部材１０４はバネ１０６によって駆動部材１０３に押圧されている。
【０００３】
圧電素子１０１に対し、緩やかな立ち上がり部とこれに続く急速な立下がり部からなる波形の駆動信号を印加すると、駆動信号の緩やかな立ち上がり部では圧電素子１０１は緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、急速な立下がり部では急速な縮み変位を生じる。圧電素子１０１に上記駆動信号を印加した場合、緩やかな立ち上がり部では圧電素子１０１の緩やかな伸びとともに、駆動部材１０３およびそれに摩擦結合している被駆動部材１０４が繰り出し方向（支持部材１０２から遠ざかる方向）に移動する。急速な立下がり部では圧電素子１０１が急速に縮み、それに伴って駆動部材１０３も戻り方向に移動するが、被駆動部材１０４は慣性力が摩擦力に打ち勝ち、その場にとどまる。その結果、非駆動部材１０４は駆動信号の印加とともに、間欠的に移動する。
【０００４】
上記の、圧電素子を使用した直線駆動機構では、駆動信号により圧電素子が駆動される時に発生する振動音が人間に不快感を与えるが、駆動信号の周波数を可聴周波数外である２０ｋＨｚを超える周波数（超音波）の駆動信号で駆動すると振動音が聞こえなくなる。しかしながら、応答性に優れているインパクト型圧電アクチュエータでは、始動／停止時に、駆動信号をＯＮ／ＯＦＦ制御すると、移動部材が急激に移動又は停止して著しい速度変化が生じるため、始動または停止時に衝撃音が発生するという不都合があった。
【０００５】
始動または停止時の衝撃音を軽減させるための技術が、特開平９−１９１６７６号公報に記載されている。特開平９−１９１６７６号公報では、圧電素子（電気機械変換素子）に対する駆動信号を印加時間あるいは印加電圧を徐々に増加しあるいは徐々に減少させる制御を行って、圧電素子に印加される電荷を制御して、駆動速度を徐々に増加あるいは減少するように制御している。これにより、駆動時の音のみならず、始動あるいは停止時の加速度が減少し衝撃音が低下している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−１９１６７６号公報に示す先行技術では、始動あるいは停止時に発生する衝撃音を人間の耳に聞き取れないレベルにする必要がある場合には、静止状態から目標速度に到達するまでの始動制御時間、あるいは駆動状態から停止するために必要な停止制御時間を長く取る必要があった。このため被駆動部材の駆動、停止、反転を繰り返し行う場合などには、長い始動制御時間あるいは停止制御時間のため、平均駆動速度が小さくなり十分な応答速度が得られないといった問題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑み、始動または停止時の発生音を静音化し、始動制御時間または停止制御時間を短縮することのできる、静かで高レスポンスなインパクト型圧電アクチュエータの駆動回路および駆動方法を提供する。また、上記駆動回路を有する撮像装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動回路において、駆動信号として圧電素子に与えられるべき電圧を供給する電圧制御回路手段と、駆動信号が所望の周波数およびデューティ比となるよう駆動パルスを発生させるパルス発生手段と、電圧制御回路手段およびパルス発生手段の少なくとも一方に制御信号を出力する制御手段を有し、制御手段は、被駆動部材の始動時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態から被駆動部材の加速度の絶対値が増加するよう駆動信号を変化させる始動時制御信号、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の加速度の絶対値が減少するよう駆動信号を印加する停止時制御信号のうち、少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動回路において、駆動信号として圧電素子に与えられるべき電圧を供給する電圧制御回路手段と、駆動信号が所望の周波数およびデューティ比となるよう駆動パルスを発生させるパルス発生手段と、電圧制御回路手段およびパルス発生手段の少なくとも一方に制御信号を出力する制御手段を有し、制御手段は、被駆動部材の始動時に被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力により静止している状態から圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号を比較的急速に印加した後被駆動部材の速度が増加するよう比較的緩速に駆動信号を変化させる始動時制御信号、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の速度が減少するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加した後被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力によって静止する状態となるよう比較的急速に駆動信号を印加する停止時制御信号のうち、少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、前記駆動回路において、前記制御手段は、駆動信号として圧電素子に与えられるべき電圧を変化させる制御信号及び駆動パルスのデューティ比を変化させる制御信号のうち少なくとも一方の制御信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明では、駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動方法において、被駆動部材の始動時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態から被駆動部材の加速度の絶対値が増加するよう駆動信号を変化させる駆動制御、及び被駆動部材の停止時に圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の加速度の絶対値が減少するよう駆動信号を印加する駆動制御のうち、少なくとも一方の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明では、駆動信号が印加されることにより伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮方向の一方端に固着された支持部材と、圧電素子の伸縮方向における他方端に固着された駆動部材と、駆動部材に所定の摩擦力で係合された被駆動部材からなり、圧電素子を異なる速度で伸縮させることで被駆動部材を支持部材に対し相対移動させる圧電アクチュエータの駆動方法において、被駆動部材の始動時に、被駆動部材が駆動部材に対して静止摩擦力で静止している状態から圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号を比較的急速に印加した後被駆動部材の速度が増加するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加する駆動制御、及び被駆動部材の停止時に、圧電素子に印加しても被駆動部材が駆動されない駆動信号が印加された状態となるまで被駆動部材の速度が減少するよう比較的緩速に変化させた駆動信号を印加した後被駆動部材が駆動部材に対し静止摩擦力によって静止する駆動信号を比較的急速に印加する駆動制御のうち少なくとも一方の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明では、前記駆動方法において、前記駆動信号の電圧及びデューティ比のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明では、さらに前記駆動方法における前記被駆動部材の停止状態において、前記被駆動部材が前記駆動部材に対して静止摩擦力によって静止していることを特徴とする。
【００１５】
請求項１乃至７の発明では、被駆動部材の始動及び停止時に発生する衝撃音が人間の耳に聞こえないレベルまで低減され静かな駆動が可能となる。さらに短い始動制御時間あるいは停止制御時間で駆動が可能なため高レスポンスな駆動が可能となる。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動回路を有する撮像装置である。この発明により、単純な構成で小型化、高精度化、高速化が可能であり、かつ静音化されたアクチュエータをレンズ駆動等に利用でき、より小型で高品質な撮像装置が実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図１５で示した従来例や以下に示す実施形態の相互において、同一の部分や相当する部分には、同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００１８】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、デジタルカメラは、カメラ本体部２００および撮像部３００から構成される。
【００１９】
撮像部３００のズームレンズ３０１は３群で構成されたレンズであり、１群、２群の移動で変倍を行い、３群の移動でフォーカスを行う。
【００２０】
ＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１によって結像された被写体の光を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００２１】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２００のタイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成する。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２２】
信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路でゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００２３】
撮像部３００においては、ズームアクチュエータ３２０、フォーカスアクチュエータ３２１、絞りモータ３３０、手ぶれ補正アクチュエータ３２２が、カメラ本体部２００に設けられたズームアクチュエータ駆動回路２１５、フォーカスアクチュエータ駆動回路２１４、絞りモータ駆動回路２１６、手ぶれ補正アクチュエータ駆動回路２１７によってそれぞれ駆動される。
【００２４】
次に、カメラ本体部２００のブロックについて説明する。カメラ本体部２００内において、Ａ／Ｄ変換器２０５は、画像の各画素の信号を例えば１２ビットのデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）するものである。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用の基準クロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。
【００２５】
タイミング制御回路２０２は、タイミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０５に対する基準クロックを生成するように構成されている。タイミング制御回路２０２は、全体制御部２７０によって制御される。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器２０５によって変換されたデジタル信号は、画像処理部２４０及び全体制御部２７０にそれぞれ入力される。画像処理部２４０に入力されるデジタル信号は、画像処理部２４０において各種画像処理が施され、撮影画像としてメモリカード９１へ記憶される。また、ライブビュー表示画像としてＬＣＤ８０に表示される。一方、全体制御部２７０に入力されるデジタル信号は、全体制御部２７０が被写体からの入射光の輝度、色バランス、コントラスト等を演算するために利用される。
【００２７】
画像メモリ２０９は、画像処理部２４０から出力される画像のデータを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分のデータの記憶容量を有し、各画素のデータが対応するアドレスに記憶される。
【００２８】
ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２１０は、ＬＣＤ８０に再生表示される画像のバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ８０の画素数に対応した画像データを格納することが可能な記憶容量を有している。
【００２９】
フラッシュ制御回路２１７は、内蔵フラッシュ１５０の発光を制御する回路であり、全体制御部２７０からの発光開始信号に基づいて内蔵フラッシュ１５０を、所定時間発光させる。
【００３０】
手ぶれ検出部１６０は、デジタルカメラに加わる速度要素（並進速度や角速度など）の値を検出することにより手ぶれを検出する手ぶれ検出装置であって、ジャイロである。２軸方向の速度要素の値を検出し、全体制御部２７０に出力する。なお、手ぶれ検出部１６０は加速度要素（並進加速度や角加速度など）の値を検出する加速度センサでもよい。
【００３１】
カードインターフェイス２１２は、カードスロット２８０を介してメモリカード９１への画像の書き込みおよび読み出しを行うためのインターフェイスである。
【００３２】
操作部２５０は、各種スイッチ、ボタンを包括するものであり、ユーザによって操作入力される情報は、操作部２５０を介して全体制御部２７０に伝達される。
【００３３】
全体制御部２７０は、マイクロコンピュータからなり、撮影機能及び再生機能を集中制御するものである。全体制御部２７０は、その本体部となるＣＰＵ２７１と、上述した撮像部３００内およびカメラ本体部２００内の各部材の駆動を有機的に制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ２７３と、演算作業を行うための作業領域となるＲＡＭ２７２を備えている。なお、メモリカード９１等の記録媒体に記録されているプログラムをカードインターフェイス２１２を介して読み出し、ＲＯＭ２７３に格納することができるようになっている。
【００３４】
本実施形態では、ズームアクチュエータ３２０およびズームアクチュエータ駆動回路２１５について詳細に説明する。
【００３５】
図１は、ズームアクチュエータ３２０を含むレンズ駆動機構と、ズームアクチュエータ駆動回路２１５の基本構成を示す図である。ズームアクチュエータ３２０はズームレンズ３０１の１群および２群を移動させる。
【００３６】
まず、ズームアクチュエータ３２０を含むレンズ駆動機構について説明する。図１において、１０３は駆動軸で、図示しないレンズ鏡筒から延長された支持腕１２４により光軸方向に平行に移動自在に支持されている。圧電素子１０１は図示していないレンズ鏡筒の延長部１０２に接着固定され、他の端は駆動軸１０３の一端に接着固定されている。
【００３７】
１２２はレンズ保持枠で、レンズＬ１を支持する。レンズ保持枠１２２の上方の延長部分はスライダブロック１２２ａが形成され、駆動軸１０３が貫通している。
【００３８】
スライダブロック１２２ａの中央上部には切り欠き部１２２ｂが形成され、切り欠き部１２２ｂにおいて駆動軸１０３の上半分が露出している。また、この切り欠き部１２２ｂには駆動軸１０３の上半分に当接するパッド１２６が嵌挿され、パッド１２６はコイルスプリング１２７により駆動軸１０３に当接する下向きの付勢力Ｆが与えられている。この構成により、パッド１２６を含むスライダブロック１２２ａと駆動軸１０３とはコイルスプリング１２７の付勢力Ｆにより圧接され、摩擦係合している。
【００３９】
次にズームアクチュエータ駆動回路２１５について説明する。制御部１１０は、全体制御部２７０内に存在し、パルス発生部１１２に対しパルス発生のためのパルス制御信号を出力するとともに、電圧制御回路部１１３に対して駆動電圧を変化させるための電圧制御信号を出力し、圧電素子１０１に印加される駆動信号を制御する。
【００４０】
パルス発生部１１２は、駆動回路部１１１に対して所望の周波数とデューティ比を持った駆動パルスを出力する。
【００４１】
電圧制御回路部１１３は、電圧制御信号を受けて所望の駆動電圧を作成し出力する。図２は、電圧制御回路部１１３の構成例を示す図である。制御部１１０からの電圧制御信号が、Ｄ／Ａ変換器１３１によりアナログ信号に変換され増幅器１３２により増幅される。増幅された信号はパワートランジスタ１３３のベースに入力される。パワートランジスタ１３３のベースに信号が入力されると、その入力信号電圧からベース−エミッタ間電圧を差し引いた電圧が駆動電圧として駆動回路部１１１へ出力される。トランジスタ１３３を使用することで、駆動回路部１１１へ十分な電流容量が確保される。このため、圧電素子に電荷を瞬間的に充電させることができ、瞬時に変位を起こすことができる。
【００４２】
電源１１４は、制御部１１０、駆動回路部１１１、パルス発生部１１２および電圧制御回路部１１３に、それぞれの回路を駆動させるための電圧を供給するとともに、電圧制御回路部１１３に、駆動回路部１１１に出力するための駆動電圧を供給する。また、図示していないが、その他の回路にも駆動電圧を供給する。
【００４３】
本実施形態では、駆動信号に矩形波を用いる。特開２００１−２６８９５１号公報に記載されているように、支持部材および駆動軸が固着された状態での圧電素子の共振周波数に対し、圧電素子を異なる速度で伸縮させる所定の関係の駆動周波数をもつ矩形波を駆動信号として印加することで、被駆動部材を駆動する。駆動信号に矩形波を用いることで、回路の低コスト化と小型化が実現できる。図１４は駆動信号の波形を示す図である。図１４に示すように、デューティ比をＢ／Ａと定義する。図１４に示した波形ではデューティ比は３３％である。
【００４４】
図３は、駆動回路部１１１の構成例を示す図であり、本実施形態ではＨブリッジ接続回路を使用している。スイッチ１４１、１４２、１４３、１４４は各々エンハンスメント型のＭＯＳ−ＦＥＴで、スイッチ１４１と１４３はＰチャネルＦＥＴ、スイッチ１４２と１４４はＮチャネルＦＥＴである。パルス発生部１１２から駆動回路部１１１へは、駆動パルス１と駆動パルス２の２系統の信号が出力されている。
【００４５】
その動作原理について簡単に説明する。パルス発生部１１２からは駆動パルス１と駆動パルス２に逆位相のパルス信号が出力されている。駆動パルス１の信号がＨ（ハイ）の場合、スイッチ１４１はＯＦＦ、スイッチ１４２はＯＮとなる。その時、駆動パルス２はＬ（ロー）であり、スイッチ１４３はＯＮ、スイッチ１４４はＯＦＦとなる。その結果、図４の出力端子Ａ側に（＋）の電圧が印加され、圧電素子１０１のＡ側に電荷が充電される。圧電素子１０１は電荷が充電されることで歪みが発生し伸びる。（この場合、出力端子Ａに（＋）の電圧が印加されたとき圧電素子１０１は伸びるとする）。
【００４６】
一方、駆動パルス１の信号がＬ（ロー）の場合、スイッチ１４１はＯＮ、スイッチ１４２はＯＦＦとなる。その時、駆動パルス２はＨ（ハイ）であり、スイッチ１４３はＯＦＦ、スイッチ１４４はＯＮとなる。その結果、図３の出力端子Ｂ側に（＋）の電圧が印加され、圧電素子１０１は縮む。図３で示したＨブリッジ回路では、駆動電圧の２倍の電圧印加の伸縮を取り出すことができる。
【００４７】
駆動回路部１１１から出力される駆動信号の振幅は電圧制御回路部１１３から出力される駆動電圧の値であり、駆動信号の周波数およびデューティ比はパルス発生部１１２から出力される駆動パルスの周波数およびデューティ比と同じである。
【００４８】
本実施形態では、駆動信号の電圧（駆動電圧）を変化させることでレンズ保持枠１２２の駆動速度を制御している。図４は、ある周波数（超音波領域）における、デューティ比一定（約３０％）の場合の駆動電圧と駆動速度の関係を表す図である。駆動電圧が大きくなるにつれ、駆動速度が大きくなっている。これは、圧電素子１０１の伸縮量は印加電圧に比例するためである。また、ある電圧以下では駆動速度が０となっている。インパクト型圧電アクチュエータには、圧電素子に電圧を印加しても被駆動部材が移動しない不感帯が存在し、ある電圧以下では被駆動部材の慣性力が摩擦力に打ち勝つことができず、被駆動部材は駆動軸に対し相対的に移動しない。
【００４９】
図５は本実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動電圧および駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時の駆動電圧の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。停止状態の駆動電圧は、どのような姿勢においても姿勢によらないで、レンズ保持枠１２２が駆動軸１０３に対して静止摩擦力のみで完全に静止する値とする。本実施形態では０Ｖとしている。
【００５０】
始動命令が出されると、制御部１１０からパルス発生部１１２へパルス制御信号（パルス発生命令）が出される。一方、電圧制御回路部１１３へはレンズ保持枠１２２が動かない範囲での最大の電圧（不感帯電圧範囲の最大電圧）を出力するよう電圧制御信号を出力する。本実施形態では駆動パルスの周波数およびデューティ比は一定である。電圧制御回路部１１３は、制御部１１０からの電圧制御信号に基づき駆動回路部１１１に不感帯電圧範囲の最大電圧を出力する。駆動回路部１１１では、駆動パルスと駆動電圧に基づき圧電アクチュエータに駆動信号が出力される。
【００５１】
始動命令とともに、圧電素子１０１には比較的急速に不感帯電圧範囲の最大電圧が印加される。その後、制御部１１０はレンズ保持枠１２２の速度が滑らかに増加するように、電圧制御回路部１１３への電圧制御信号を比較的緩速に変化させ駆動電圧を変化（昇圧）させる。特に始動直後には、レンズ保持枠１２２の加速度の絶対値が０に近い値から増加するように駆動電圧を変化させる。レンズ保持枠１２２は、連続的な駆動電圧の遷移により徐々に駆動速度を上げていき、目標速度に到達する。
【００５２】
停止時は、駆動電圧を不感帯電圧範囲の最大電圧まで、レンズ保持枠１２２の速度が滑らかに減少するよう比較的緩速に連続的に変化（降圧）させる。特に停止直前にはレンズ保持枠１２２の加速度の絶対値が減少するように変化させ、停止時近傍の加速度は０に近い値とする。その後、比較的急速に０Ｖまで降圧し、レンズ保持枠１２２を静止摩擦力で完全に静止させる。
【００５３】
図６は、従来の駆動方法（特開平９−１９１６７６号公報開示の方法）と本実施形態の駆動方法との、始動時に発生する衝撃音の比較実験結果である。（ａ）は従来の方法による駆動電圧の変化と発生音を示す図であり、（ｂ）は本実施形態による駆動電圧の変化と発生音を示す図であり、（ｃ）は不感帯電圧範囲の最大電圧を印加したときの発生音を示す図である。（ａ）、（ｂ）ともに始動命令から目標速度に達するまでの時間（図６のＴ１）は共通である。
【００５４】
従来の駆動方法では、始動とともに駆動信号を印加する単純な駆動方法と比較して、衝撃音が低減しているが、人間の耳に聞こえるレベルの音が発生している。本実施例による駆動方法ではほとんど発生していない。また、不感帯電圧の範囲で電圧を印加しても音は発生していない。
【００５５】
従来の駆動方法では、電圧を印加し始めてからレンズ保持枠１２２が実際に始動し始めるまでには不感帯が存在するため時間的な遅れが存在する（図６のＴ２）。従って、停止時から目標駆動速度に達するまでの時間は、実質（Ｔ２−Ｔ１）であり、より急激な速度変化を起こしている。また、始動時に駆動速度が滑らかに変化するよう、駆動電圧を滑らかに変化させていたとしても、レンズ保持枠１２２が動き始めた瞬間に急激に加速することになる。不感帯電圧範囲の最大電圧における駆動電圧の変化（駆動電圧曲線の接線の傾き）は大きな値を持っており、レンズ保持枠１２２は始動とともに急激に速度を上げていくことになる。そのため、始動時に衝撃音が発生する。
【００５６】
一方、本実施形態での駆動方法では、不感帯電圧範囲の最大電圧まで一気に昇圧し、その後徐々に電圧を上げていく。その結果、不感帯電圧範囲の最大電圧まで昇圧する時間が短縮され、反応遅れが発生しない。また、レンズ保持枠１２２の始動開始時の駆動電圧の変化（接線の傾き）を小さくすることが出来るため、始動時の加速度はきわめて０に近く衝撃音はほとんど発生しない。従来の駆動方法で、始動時の加速度を小さくするためには、目標速度への到達時間（立ち上がり時間）をきわめて長く取る必要がある。
【００５７】
本実施形態において駆動信号として矩形波を用いたが、本実施形態で説明した駆動方法及び駆動回路の構成は、駆動信号の波形にかかわらず（例えば鋸歯状波）適用可能である。
【００５８】
次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るデジタルカメラの構成は第１の実施形態で示した構成と同一である（図１１）。本実施形態では、フォーカスアクチュエータ３２１およびフォーカスアクチュエータ駆動回路２１４について詳細に説明する。
【００５９】
図７は、第２の実施形態に係る、フォーカスアクチュエータ３２１を含むレンズ駆動機構とフォーカスアクチュエータ駆動回路２１４の基本構成を示す図である。フォーカスアクチュエータ３２１はズームレンズ３０１の３群を移動させる。レンズ駆動装置は、第１の実施形態で示した駆動装置と同じ構成である。
【００６０】
本実施形態は、駆動信号に矩形波を用い、駆動信号（駆動パルス）のデューティ比を変化させることで、レンズ保持枠１２２の駆動速度を変化させ静音化を行う。
【００６１】
制御部１１０は、パルス発生部１１２に対しパルス発生およびデューティ比変更のためのパルス制御信号を出力する。
【００６２】
パルス発生部１１２は、駆動回路部１１１に対して所望の周波数とデューティ比を持った駆動パルスを出力する。駆動パルスの周波数は一定で、デューティ比を変化させた信号を出力することで駆動速度を変化させる。
【００６３】
電圧制御回路部１１３は、駆動回路部１１１に適切な駆動電圧を出力するよう、電源１１４からの電圧を昇圧あるいは降圧するものである。駆動回路部１１１には一定の電圧が供給されておけば良く、電圧を制御信号によって変化させる機能を省略してもよい。
【００６４】
駆動回路部１１１は圧電アクチュエータ３２１に駆動信号を出力する。駆動信号の振幅は一定で、その値は駆動電圧である。駆動信号の周波数およびデューティ比は、駆動パルスの周波数およびデューティ比と同じであり、デューティ比は駆動速度に対応させて変化する。
【００６５】
図８は、ある周波数（超音波領域）のもとでの、駆動信号のデューティ比と駆動速度の関係を示す図である。デューティ比を０％から徐々に大きくしていくと、しばらくの間レンズ保持枠２２は静止しているが、あるデューティ比（約１５％）に達すると移動を開始する。デューティ比の変化ととともに速度を増していき、約３０％で最大速度に達する。その後、デューティ比の増加とともに速度は減少しデューティ比４５％付近では再び停止する。さらにデューティ比を変化させていくとレンズ保持枠２２は、デューティ比約５５％の時、再び移動を開始するがその移動方向は逆方向となる。デューティ比の増加とともに速度を増し約７０％で最大速度に達するが、その後は速度を落とし、デューティ比約８５％で停止する。デューティ比１５％以下、４５〜５５％、８５％以上の時には駆動信号を与えてもレンズ保持枠１２２が移動しない不感帯のデューティ比範囲が存在する。本実施形態では５０％以下のデューティ比でレンズ保持枠１２２が移動する方向を正方向とする。
【００６６】
図９は本実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動信号のデューティ比と駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時のデューティ比の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。停止状態のデューティ比は、どのような姿勢においても姿勢によらないで、レンズ保持枠が駆動軸に対して静止摩擦力のみで完全に静止する値とする。本実施形態では０％もしくは１００％としている。
【００６７】
始動命令が出されると、制御部１１０はパルス発生部１１２にパルス発生のためのパルス制御信号を出力する。パルス発生部１１２は駆動回路部１１１に対し駆動パルスを出力する。駆動回路部１１１はそのパルスに基づき駆動信号をアクチュエータに対し出力する。
【００６８】
正方向への駆動命令が出されるとデューティ比は０％から、レンズ保持枠１２２が可動する直前の値（１５％）に比較的急速に上げられる。その後、制御部１１０は、パルス発生部１１２にパルス制御信号（デューティ比変更命令）を出力し、レンズ保持枠１２２の速度変化が滑らかになるようにデューティ比を比較的緩速に連続的に増加させる。特に始動直後には、レンズ保持枠１２２の加速度の絶対値が０に近い値から増加するように、デューティ比を変化させる。レンズ保持枠１２２は、連続的なデューティ比の遷移により徐々に駆動速度を上げていき、目標速度に到達する。
【００６９】
停止時は、駆動信号のデューティ比を、不感帯のデューティ比範囲の最大デューティ比（１５％）まで、レンズ保持枠１２２の速度が滑らかに減少するよう比較的緩速に連続的に変化させる。特に停止直前にはレンズ保持枠１２２の加速度の絶対値が減少するように変化させ停止時近傍の加速度は０に近い値とする。その後、比較的急速にデューティ比を０％まで下げ、レンズ保持枠を静止摩擦力で完全に静止させる。
【００７０】
続いて、負方向の駆動命令が出されると、制御部１００はデューティ比を１００％に変化させ、その後比較的急速にレンズ保持枠１２２が可動する直前の値（８５％）にする。続いて制御部１１０は、パルス発生部１１２にパルス制御信号（デューティ比変更命令）を出力し、レンズ保持枠１２２の速度変化が滑らかになるように比較的緩速にデューティ比を連続的に減少させる。レンズ保持枠１２２は、連続的なデューティ比の遷移により徐々に駆動速度を上げていき、目標速度に到達する。
【００７１】
このような制御を行うことにより、始動の瞬間あるいは停止の瞬間の速度変化（駆動速度曲線の接線の傾き）がほぼ０になり、衝撃音が発生しないできわめて静かな駆動が可能となる。
【００７２】
本実施形態において駆動信号として矩形波を用いたが、本実施形態で説明した駆動方法及び駆動回路の構成は、駆動信号の波形にかかわらず適用可能である。
【００７３】
次に本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係るデジタルカメラの構成は第１の実施形態で説明した構成と同一である（図１１）。本実施形態では手ぶれ補正アクチュエータ３２２および手ぶれ補正アクチュエータ駆動回路２１７について詳細に説明する。
【００７４】
本実施形態は、駆動信号に矩形波を用い、駆動速度の制御を駆動信号（駆動パルス）のデューティ比の変化で行い、始動および停止制御を駆動信号の電圧（駆動電圧）の変化により行う。
【００７５】
図１２は、手ぶれ補正アクチュエータ３２２を含む手ぶれ補正装置１０と手ぶれ補正アクチュエータ駆動回路２１７の基本構成を示す図である。図１２ではＹ方向アクチュエータの駆動回路は省略しているが、実際にはＸ方向アクチュエータに接続されている駆動回路と同様の駆動回路が接続されている。なお、本実施形態での電圧制御回路部１１３は、ＯＮ／ＯＦＦ制御である。図２に示した電圧制御回路の一例では、Ｄ／Ａ変換器１３１を使用しないでもよい。
【００７６】
制御部１１０は、電圧制御回路部１１３に対して、電圧制御信号を出力するとともに、パルス発生部１１２に対し、パルス発生およびデューティ比変更のためのパルス制御信号を出力する。
【００７７】
パルス発生部１１２は、制御部１１０からのパルス制御信号を受けて、駆動回路部１１１に対して所望の周波数とデューティ比を持った駆動パルスを出力する。
【００７８】
電圧制御回路部１１３は、制御部１１０からの電圧制御信号を受けて所望の駆動電圧を作成し駆動回路部１１１に出力する。
【００７９】
手ぶれ補正装置１０の組立分解斜視図を、図１３に示す。手振れ補正装置１０は、土台となるベース板１２と、該ベース板１２に対して水平方向（以下、Ｘ軸方向として説明する。）に移動する第１スライダ１４と、該第１スライダの移動方向に対して垂直方向（以下、Ｙ軸方向として説明する。）に移動する第２スライダ１３と、該第２スライダに固定されるＣＣＤ１６とで構成される。
【００８０】
ベース板１２は、光路方向（以下、Ｚ軸方向として説明する。）に直交し、中央に大穴２０を有する環状の金属フレーム１９で構成される。
【００８１】
ベース板１２からは、後述する各種腕（押圧スプリング掛け２１、基板保持腕２２、浮き防止係止爪２４、位置決め腕３１、ロッド支持腕３６）が光軸方向（Ｚ軸方向）に伸びている。また、金属フレーム１９には、圧電素子３２を振動伝達ロッド３４とウェイト３０で挟み込んだ構成のＸ方向アクチュエータ２８がＸ軸方向に固定されている。
【００８２】
Ｘ方向アクチュエータ２８は、振動伝達ロッド３４の先端と末端（圧電素子３２側）をベース板に設けられている２本のロッド支持腕に嵌合され、ベース板１２の位置決め腕３１にウェイト３０を当接した状態で、ロッド支持腕３６との２つの嵌合個所とウェイト３０をベース板１２に対して接着している。ロッド支持腕３６と振動伝達ロッド３４との間の接着には、シリコン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤、位置決め腕３１とウェイト３０との間の接着には、柔らかいゴム系又はシリコン含有の接着剤が好適に用いられる。
【００８３】
ベース板１２の２つのロッド支持腕３６には、その上面にＺ軸方向に延在する突部３８が設けられている。突部３８は、後述するように、組立時に第１スライダ１４の移動制限穴７９に嵌合される。
【００８４】
第１スライダ１４は、光軸方向（Ｚ軸方向）でベース板１２に対して結像面側に位置し、ほぼ同一面内に第２スライダ１３を収めるための開口６８が設けられたアルミニウム製の環状のフレーム６６により構成される。第１スライダ１４には、ベース板１２に固定されたＸ方向アクチュエータ２８の振動伝達ロッド３４に当接する第１ロッド当接部７４と、後述する第２スライダに固定されたＹ方向アクチュエータ５６の振動伝達ロッド６０に当接する第２ロッド当接部７６と、ベース板１２の押圧スプリング掛け２１との間に押圧スプリング７０を係止するための押圧スプリング掛け７２と、移動制限穴７９とを備える。
【００８５】
第１スライダ１４は、組み上げ時にベース板１２と第１スライダ１４にそれぞれ設けられた押圧スプリング掛け７２に設けられた押圧スプリング７０によって、ベース板１２に近づくように付勢されており、第１スライダ１４の振動伝達ロッド３４を中心とする回転を防止している。
【００８６】
第１ロッド当接部７４には、断面がＶ字型の溝が設けられており、溝をＸ方向アクチュエータ２８の振動伝達ロッド３４に当接させた状態でキャップ４０を用いて振動伝達ロッド３４を挟み込むことによって、振動伝達ロッド３４に沿って第１スライダ１４が摺動可能に摩擦結合する。第１ロッド当接部７４とキャップ４０との固定には挟持スプリング４２が用いられる。上述したように、Ｘ方向アクチェータ２８は圧電素子３２を振動伝達ロッド３４とウェイト３０で挟み込んだ構成であり、ベース板１２のロッド支持腕３６と位置決め腕３１に嵌合している。
【００８７】
Ｘ方向アクチュエータ２８の振動伝達ロッド３４には、上述したように第１スライダ１４が配置される。第１スライダ１４は、第１ロッド当接部７４とキャップ４０とで振動伝達ロッド３４を挟み込んで摩擦結合する。第１ロッド当接部７４とキャップ４０の固定には、挟持スプリング４２が用いられる。キャップ４０の一端は、第１ロッド当接部７４に係止され、中央部は振動伝達ロッド３４と当接し、他端が挟持スプリング４２に引っ張られる。キャップ４０と振動伝達ロッド３４との接触圧は、用いられる挟持スプリング４２の２倍程度となる。挟持スプリング４２は、長円形状をしており、１つの直線部中央に両端がくるようになっている。挟持スプリング４２は、キャップ４０のフックと第１スライダの第１ロッド当接部７４のスプリングフックの間に端部と直線部中央とを掛け渡すようにして両者を固定する。
【００８８】
移動制限穴７９は、上述したベース板１２のロッド支持腕３６の上面に設けられた突部３８と緩く嵌合する。移動制限穴７９は、第１スライダ１４の移動可能幅だけ、第１スライダ１４の移動方向、すなわち、振動伝達ロッド３４の延在方向（Ｘ軸方向）に伸びる長穴で、短辺方向にロッド支持腕３６上面の突部３８と嵌合し、第１スライダ１４が移動制限穴の短辺方向（Ｙ軸方向）へ移動（脱落）するのを規制する。
【００８９】
第２スライダ１３は、底壁４４に開口４８を備えた樹脂製の箱体であり、ＣＣＤ１６と放熱板１８とローパスフィルタ１７とＹ方向アクチュエータ５６とを保持する。放熱板１８は、ＣＣＤ１６の撮像面が付されていない背面側に当接して、第２スライダの周壁４６によって区画された空間を覆うようにして、ビス止め穴６４を貫通するビス６２によって第２スライダに固定される。
【００９０】
ローパスフィルタ１７は、ＣＣＤ１６の有効撮像面を覆うように密着して取りつけられ、第２スライダの開口４８に嵌め込まれる。このとき、開口４８の周囲に配置された密着スプリングにより押圧され、ＣＣＤ１６の背面が、放熱板１８に密着するようになっている。
【００９１】
第２スライダ１３に保持されるＹ方向アクチュエータ５６は、周壁の側方に設けられたロッド支持腕５０に接着保持されている。振動伝達ロッド６０の先端と末端（圧電素子５９側）を、それぞれ第２スライダ１３の２本のロッド支持腕に嵌合させた上、同じく第２スライダの位置決め面５７にウェイト５８を当接した状態で２つの嵌合個所とウェイト５８を第２スライダ１３に対して接着する。接着には上述のＸ方向アクチュエータの接着と同様に、振動伝達ロッド６０の接着には、シリコン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤、ウェイト５８の接触には、柔らかいゴム系若しくはシリコン含有の接着剤が好適に用いられる。
【００９２】
第２ロッド当接部７６には、断面がＶ字型の溝が設けられており、第２スライダのＹ方向アクチュエータ５６は、第１スライダ１３の第２ロッド当接部７６とキャップ７５とで挟み込まれ、第１スライダ１４が第２スライダ１３に摩擦結合する。第２ロッド当接部７６とキャップの固定には、挟持スプリング７８が用いられる。キャップの一端は、第２ロッド当接部７６に係止され、中央部は振動伝達ロッド６０と当接し、他端が挟持スプリング７８に引っ張られる。キャップと振動伝達ロッド６０との接触圧は、用いられる挟持スプリング７８の２倍程度となる。挟持スプリング７８は、Ｘ方向アクチュエータに用いられたものと同様に長円形状をしており、１つの直線部中央に両端がくるようになっている。挟持スプリング７８は、キャップのフックと第１スライダの第２ロッド当接部７６のスプリングフックの間に端部と直線部中央とを掛け渡すようにして両者を固定する。
【００９３】
第２スライダのＹ方向アクチュエータの対向する周壁４４に付された方向基準板５４は、その表裏に剛球１５を保持するための凹状の剛球受け５２を備え、剛球受け５２に剛球１５を遊嵌した状態で、第１スライダ１４とベース板１２とに剛球１５を介して挟まれるように固定される。上述のように第１スライダ１４とベース板１２との間に押圧スプリング７０が掛けられることで、第２スライダ１３は、Ｙ方向アクチュエータの振動伝達ロッド６０を中心とした回転を阻止される。
【００９４】
ベース板１２と第１スライダ１４が組みあがる場合は、第１スライダ１４はベース板１２に設けられる４つの基板保持腕２２に囲まれた領域内に収まるように配置され、浮きあがり防止のために、浮き防止係止爪２４によってその上端を係止される。一方、第２スライダ１３は、その箱体部分が第１スライダ１４の開口６８に収まるように、第１スライダ１４に組み込まれる。第２スライダ１３は、第１スライダ１４にぶら下がるようにして一体的に構成される。上述のように第１スライダ１４は、Ｘ方向アクチュエータに沿ってＸ軸方向に摺動可能であり、このとき第２スライダ１３は第１スライダ１４の移動にあわせて一体的に移動し、第２スライダ１３に固定されているＣＣＤ１６もＸ軸方向に移動する。一方、第２スライダ１３は、第１スライダ１４に対してＹ軸方向に独立して移動可能であり、また、第１スライダがベース板１２に固定されているため、ベース板１２に対しては、Ｙ軸方向に移動可能である。したがって、第２スライダ１３に固定されているＣＣＤ１６もＹ軸方向に移動する。
【００９５】
手ぶれ検出部１６０がデジタルカメラに加わる速度要素の値を検出すると、全体制御部２７０は、光学系の焦点距離情報からＣＣＤ上（結像面上）のぶれによる像の移動量、移動速度を算出する。算出した移動速度と第２スライダ１３（ＣＣＤ１６）の位置から２つのアクチュエータへ指令を出す。すなわち、全体制御部２７０は、第２スライダ１３（ＣＣＤ１６）の位置検出素子（不図示）から入力された信号に基づいて演算される第２スライダ１３（ＣＣＤ１６）が現在存在している位置及び、手ぶれ検出部１６０から入力された信号に基づいて、ＣＣＤ１６が本来あるべき位置を計算し、現在位置との差を比較して、あるべき位置にＣＣＤ１６が戻るようにスライダを移動させるフィードバック制御を行う。
【００９６】
本実施形態の説明では、簡便化のためＸ方向アクチュエータの駆動方法に関してのみ説明する。Ｙ方向アクチュエータについては説明を省略するが、Ｘ方向アクチュエータと同様の駆動方法である。
【００９７】
図１０は本実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動電圧、デューティ比および駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時の駆動電圧の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時のデューティ比の変化を表す図であり、（ｃ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。停止状態の駆動電圧は、どのような姿勢においても姿勢によらないで、第１スライダ１４が静止摩擦力のみで完全に静止する値とする。本実施形態では０Ｖとしている。停止状態のデューティ比はどのような値でもよく、本実施形態では５０％とした。なお、駆動信号のデューティ比と駆動速度の関係は、第２の実施形態の説明中に示した図８の関係と同じである。
【００９８】
手ぶれが補正される動作を、図１０および図１２を用いて説明する。
【００９９】
手ぶれ検出部１６０が手ぶれを検知すると、全体制御部２７０はアクチュエータに対し手ぶれを補正するため始動命令を出す。始動命令が出されると、制御部１１０はパルス発生部１１２に駆動パルス発生指令を出す。パルス発生部１１２から出力される駆動パルスのデューティ比は、第１スライダ１４が移動する寸前のデューティ比（約４５％）へと比較的急速に下げられる。この状態では第１スライダ１４は振動伝達ロッド３４上で静止摩擦力により停止している。続いて制御部１１０は電圧制御回路部１１３に電圧制御信号を出力し、駆動電圧がＯＮされる。本実施形態の場合には電圧制御信号は１（ＯＮ）または０（ＯＦＦ）の２値である。従って駆動電圧も所望の電圧（ＯＮ）または０Ｖ（ＯＦＦ）である。この状態では、第１スライダ１４は振動伝達ロッド３４上で停止しているが、浮いた状態になっている。すなわち、振動伝達ロッド３４は圧電素子３２の伸縮により振動しているが、第１スライダ１４の慣性力が静止摩擦力に打ち勝ち、第１スライダ１４は振動伝達ロッド３４上で停止している。その後、制御部１１０はパルス発生部１１２に、パルス制御信号（デューティ比変更命令）を出し、第１スライダ１４の速度変化が滑らかになるように比較的緩速にデューティ比を連続的に減少させる。特に始動直後には、第１スライダ１４の加速度の絶対値が０に近い値から増加するようにデューティ比を変化させる。第１スライダ１４は、この連続的なデューティ比の変化により速度を増加させ目標速度に到達する。
【０１００】
停止時には、制御部１１０はパルス発生部１１２に対し、駆動パルスのデューティ比を、第１スライダ１４が移動しなくなる寸前のデューティ比（約４５％）まで速度変化が滑らかになるように、比較的緩速に連続的に増加させるよう指令を出す。特に停止直前には第１スライダ１４の加速度の絶対値が減少するように変化させ、停止時近傍の加速度は０に近い値とする。その後、比較的急速にデューティ比を５０％にし、電圧制御回路部１１３に指令を出して駆動電圧をＯＦＦ（０Ｖ）にする。
【０１０１】
このような制御を行うことにより、始動の瞬間あるいは停止の瞬間の速度変化がほぼ０になり、衝撃音が発生しないできわめて静かな駆動が可能となる。
【０１０２】
本実施形態において駆動信号として矩形波を用いたが、本実施形態で説明した駆動方法及び駆動回路の構成は、駆動信号の波形にかかわらず適用可能である。
【０１０３】
本実施形態では、可動／停止制御を駆動電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御によって行っているが、駆動パルスのＯＮ／ＯＦＦ制御で行ってもよい。
【０１０４】
また本実施形態では、駆動速度の制御を駆動信号（駆動パルス）のデューティ比を変化させることによって行っているが、デューティ比と駆動電圧の２つを変化させて速度制御してもよい。また、始動／停止制御を駆動電圧を変化させることによって行っているが、駆動電圧と駆動信号（駆動パルス）のデューティ比の２つを変化させて制御してもよい。駆動速度の制御あるいは始動／停止制御に、駆動電圧と駆動信号（駆動パルス）のデューティ比をともに変化させることでより滑らかな始動／停止が可能となる。
【０１０５】
本実施形態では、ＣＣＤの移動により手ぶれ補正を行った。本発明のインパクト型圧電アクチュエータの駆動回路で駆動される駆動機構において、ＣＣＤの移動量を画素ピッチの半分とし、ＣＣＤを移動させることで、移動前には得られなかったＣＣＤの画素間の画像情報を収集し、より高精細な画像を得る（いわゆる画素ずらし法）目的にも使用できる。
【０１０６】
第１の実施形態で示した駆動方法ではズームレンズ駆動を、第２の実施形態で示した駆動方法ではフォーカスレンズ駆動を、第３の実施形態で示した駆動方法では手ぶれ補正を行ったが、駆動方法と被駆動部材とに関係はなく、それぞれの被駆動部材に対し、いずれの駆動方法を用いてもよい。
【０１０７】
また、第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態のそれぞれの実施形態において、始動時および停止時に本発明の駆動方法を適用したが、始動時あるいは停止時のいずれか一方のみに適用しても、本発明の効果が得られる。
【０１０８】
また、本発明の実施形態としてデジタルカメラを用いたが、ビデオムービーや、携帯機器用超小型カメラ（例えば携帯電話用カメラ）、銀塩フィルムを用いるカメラ等の撮像装置に用いてもよい。また、光ディスクのピックアップレンズの駆動部、ＸＹステージに用いてもよい。つまり、第１、第２および第３の実施形態で示した駆動回路および駆動方法は、インパクト型アクチュエータを用いた駆動機構の駆動回路および駆動方法に適用できる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至７の発明によれば、被駆動部材の始動および停止時に発生する衝撃音が人間の耳に聞こえないレベルまで低減されているため、静かな駆動が可能である。また、被駆動部材が、目標とする駆動速度に達するまでの始動制御時間または停止制御時間を短縮することができ、高レスポンスなアクチュエータが実現できる。さらに、この駆動方式および駆動回路構成は駆動波形によらないで適用できる。
【０１１０】
請求項８の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動回路を有する撮像装置であるので、小型化、高精度化、高速化、静音化の実現したアクチュエータを搭載することで、小型で高品質な撮像装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズームアクチュエータ３２０を含むレンズ駆動機構と、ズームアクチュエータ駆動回路２１５の基本構成を示す図である。
【図２】電圧制御回路部１１３の構成例を示す図である。
【図３】駆動回路部１１１の構成例を示す図である。
【図４】デューティ比一定の場合の駆動電圧と駆動速度の関係を表す図である。
【図５】第１の実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動電圧および駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時の駆動電圧の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。
【図６】従来の駆動方法と本発明の駆動方法との、始動時に発生する衝撃音の比較実験結果である。（ａ）は従来の方法による駆動電圧の変化と発生音を示す図であり、（ｂ）は本実施例による駆動電圧の変化と発生音を示す図であり、（ｃ）は不感帯電圧の最大電圧を印加したときの発生音を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る、フォーカスアクチュエータ３２１を含むレンズ駆動機構とフォーカスアクチュエータ駆動回路２１４の基本構成を示す図である。
【図８】駆動電圧一定の場合の駆動信号のデューティ比と駆動速度の関係を示す図である。
【図９】第２の実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動信号のデューティ比と駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時のデューティ比の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。
【図１０】第３の実施形態における駆動方法を説明するための図であり、始動および停止時の、駆動電圧、デューティ比および駆動速度の変化を表す図である。（ａ）は始動および停止時の駆動電圧の変化を表す図であり、（ｂ）は始動および停止時のデューディ比の変化を表す図であり、（ｃ）は始動および停止時の駆動速度の変化を表す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態に係るデジタルカメラの共通の構成を示すブロック図である。
【図１２】手ぶれ補正アクチュエータ３２２を含む手ぶれ補正装置１０と手ぶれ補正アクチュエータ駆動回路２１７の基本構成を示す図である。
【図１３】（ａ）は本発明の手振れ補正装置の組立分解斜視図である。
（ｂ）は（ａ）のＸ方向アクチュエータ部分の詳細図である。
【図１４】駆動信号の波形を示す図である。
【図１５】インパクト型圧電アクチュエータを含む駆動装置の基本構成を示す図である。
【符号の説明】
１０　手振れ補正装置
１２　ベース板
１３　第２スライダ
１４　第１スライダ
１５　剛球
１６，３０３　ＣＣＤ
１７　ローパスフィルタ
１８　放熱板
１９　フレーム
２０　大穴
２１，７２　押圧スプリング掛け
２２　基板保持腕
２４　浮き防止係止爪
２８　Ｘ方向アクチュエータ
３０　ウェイト
３２，１０１　圧電素子
３４，１０３　駆動軸
３６　ロッド支持腕
３８　突部
４０　キャップ
４２，７８　挟持スプリング
４４　底板
４６　周壁
４８　開口部
５０　ロッド支持腕
５２　方向基準板
５４　剛球受け
５６　Ｙ方向アクチュエータ
５７　位置決め面
５８　ウェイト
６０　駆動軸
６２　ビス
６４　通孔
６６　フレーム
６８　開口
７０　押圧スプリング
７４　第１ロッド当接部
７６　第２ロッド当接部
７９　移動制限穴
８０　ＬＣＤ
９１　メモリカード
１０２　支持部材
１０４　被駆動部材
１０５　駆動回路
１０６　バネ
１１０　制御部
１１１　駆動回路部
１１２　パルス発生部
１１３　電圧制御回路部
１１４　電源
１２２　レンズ支持枠
１２２ａ　スライダブロック
１２２ｂ　切り欠き部
１２４　支持腕
１２６　パッド
１２７　コイルスプリング
１３２　増幅器
１３３　パワートランジスタ
１４１，１４２，１４３，１４４　スイッチ
１５０　内蔵フラッシュ
２００　カメラ本体部
３００　撮像部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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