(57)【要約】【課題】複数の圧電素子にそれぞれ所定のタイミングで略鋸歯状の駆動パルスの電圧を印加することによって、被駆動部材を正確に移動させることができるアクチュエータの制御方法を提供する。【解決手段】アクチュエータ３０の圧電素子３２Ａ、３２Ｂは被駆動板２６を挟んで両側に配置される。圧電素子３２Ａ、３２Ｂの変位方向の一方の端面は押え板３８Ａ、３８Ｂによって押えられ、他方の端面には駆動部材３４Ａ、３４Ｂが取り付けられる。駆動部材３４Ａ、３４Ｂは押えばね３６によって付勢され、被駆動板２６に摩擦係合される。圧電素子３２Ａ、３２Ｂには、圧電素子３２Ａ、３２Ｂの伸び時と縮み時とで変形速度が異なるように、且つ、遅い変形速度の際は圧電素子３２Ａ、３２Ｂでタイミングが等しく、速い変形速度の際は圧電素子３２Ａ、３２Ｂでタイミングが異なるように、電圧が印加される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子と、該複数の圧電素子に一体的に取り付けられた複数の駆動部材と、該複数の駆動部材に摩擦係合されるとともに駆動方向に延設された被駆動部材と、前記複数の圧電素子にパルス波形の電圧を所定のタイミングで印加する制御部とを備えたアクチュエータの制御方法において、
前記制御部は、前記圧電素子の伸び時と縮み時での変形速度が異なるように、且つ、遅い変形速度の際は前記複数の圧電素子でタイミングが等しく、速い変形速度の際は前記複数の圧電素子でタイミングが異なるように電圧を印加することを特徴とするアクチュエータの制御方法。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記被駆動部材に一体的に取り付けられたレンズ枠を光軸に沿って移動させるレンズ移動用のアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータの制御方法に係り、特にデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に搭載され、ズームレンズやフォーカスレンズを駆動するアクチュエータの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等のレンズ部の駆動装置として圧電素子を用いたアクチュエータがある。例えば特許文献１のアクチュエータは、圧電素子の端面に駆動棒が固着され、その駆動棒に鏡筒がスライド自在に支持される。鏡筒には板ばねが取り付けられ、この板ばねの弾性力によって駆動棒との間に摩擦力が働くようになっている。そして、圧電素子には、略鋸歯状の波形をした駆動パルスが印加され、圧電素子は伸び方向と縮み方向で異なる速度で変形する。例えば圧電素子が緩やかに変形すると、駆動棒とともに鏡筒が移動する。逆に、圧電素子が速く変形すると、鏡筒がその質量の慣性によって同じ位置に停まる。したがって、圧電素子に略鋸歯状の波形をした駆動パルスを繰り返し印加することによって、鏡筒を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載のアクチュエータは、長尺状の駆動棒を介して駆動力を伝達するため、圧電素子の振動が駆動棒に吸収されて減衰してしまい、鏡筒を正確に移動させることができないという問題があった。特に高周波の振動は、駆動棒による減衰率が大きいため、鏡筒の応答性が悪くなる。したがって、特許文献１のアクチュエータは、低周波の駆動パルスでしか制御することができず、単位時間あたりの鏡筒の移動回数が少なくなるという問題があった。このため、特許文献１のアクチュエータにおいて鏡筒の移動速度を増加させるには、印加電圧を大きくして圧電素子の変位量を大きくし、鏡筒の一回の移動量を大きくする必要があった。
【０００４】
特許文献２では、５Ｖの電源電圧を３０Ｖに昇圧することによって、一回の移動量を増加させ、鏡筒の移動速度を増加させている。このため、特許文献２では、昇圧装置が必要になり、装置が大型化するとともに、複雑な制御が必要になるという問題があった。
【０００５】
特許文献３に記載されるアクチュエータは、圧電素子の変位方向の端面に係合部材が取り付けられており、この係合部材が移動板に摩擦係合され、移動板に鏡筒が取り付けられている。そして、圧電素子に駆動パルスを印加することによって、係合部材を介して振動が伝達し、移動板と鏡筒が移動される。
【特許文献１】特許第２６３３０６６号
【特許文献２】特開２０００−５０６６０号公報
【特許文献３】特開平１０−２３２３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１〜３に記載のアクチュエータは、駆動部材（上記の駆動部材や係合部材等）と被駆動部材（上記の鏡筒や移動板等）の摩擦力と、被駆動部材の慣性力との大小関係が、圧電素子の伸び時と縮み時で逆転するように、伸び時と縮み時との速度差を設定しなければならない。したがって、被駆動部材と駆動部材とを適切な摩擦力で摩擦係合させるようなバネ力の選定が非常に難しいという問題があった。特に特許文献３は、駆動部材（係合部材）の形状によってバネ力を発生させているため、適切なバネ力に設定することが非常に困難であった。このため、特許文献３は、摩擦力が大きくなって被駆動部材が滑らなくなったり、摩擦力が小さくなって被駆動部材が動かなくなったりし、被駆動部材を正確に移動させることができなくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被駆動部材を正確に移動させることができるアクチュエータの制御方法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】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、複数の圧電素子と、該複数の圧電素子に一体的に取り付けられた複数の駆動部材と、該複数の駆動部材に摩擦係合されるとともに駆動方向に延設された被駆動部材と、前記複数の圧電素子にパルス波形の電圧を所定のタイミングで印加する制御部とを備えたアクチュエータの制御方法において、前記制御部は、前記圧電素子の伸び時と縮み時での変形速度が異なるように、且つ、遅い変形速度の際は前記複数の圧電素子でタイミングが等しく、速い変形速度の際は前記複数の圧電素子でタイミングが異なるように電圧を印加することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、伸び時と縮み時で圧電素子の変形速度が異なるようにしたので、遅い変形速度の際に被駆動部材が駆動部材とともに移動し、速い変形速度の際に被駆動部材が駆動部材に対して滑って停止する。したがって、被駆動部材を一方向に移動させることができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明によれば、遅い変形速度の際は複数の圧電素子でタイミングが等しくなるようにしたので、被駆動部材を複数の駆動部材で駆動させることになり、被駆動部材を大きな駆動力で確実に移動させることができる。そして、速い変形速度の際は複数の圧電素子でタイミングが異なるようにしたので、駆動部材は個々に移動するようになり、被駆動部材が駆動部材につれて動くことを抑制でき、被駆動部材を確実に停止させることができる。よって、請求項１に記載の発明によれば、被駆動部材を正確に移動させることができる。また、圧電素子の伸び時と縮み時での駆動力の差が大きくなるので、被駆動部材と駆動部材との摩擦力の設定が容易になる。
【００１１】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、被駆動部材が駆動方向に延設されているので、被駆動部材と駆動部材との摩擦係合面は、圧電素子に対して常に一定の位置に保たれる。したがって、摩擦係合面を常に圧電素子の近傍に配置することができる。これにより、圧電素子の振動は、駆動部材で減衰することなく被駆動部材に伝達されるので、圧電素子に高周波の駆動パルスを印加した場合にも被駆動部材を確実に移動させることができる。よって、低い電圧であっても、被駆動部材を高速で移動させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記アクチュエータは、前記被駆動部材に一体的に取り付けられたレンズ枠を光軸に沿って移動させるレンズ移動用のアクチュエータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るアクチュエータの制御方法によれば、圧電素子の伸び時と縮み時とで変形速度が異なるように、且つ、遅い変形速度の際は複数の圧電素子でタイミングが等しく、速い変形速度の際は複数の圧電素子でタイミングが異なるように電圧を印加するようにしたので、被駆動部材を正確に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に従って本発明に係るアクチュエータの制御方法の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明のアクチュエータの制御方法が適用されるレンズ装置の構成を示す斜視図である。同図に示すレンズ装置はケース本体１２と蓋１４とから成る箱型のケースを有し、ケース本体１２の側面には固定レンズ１６が取り付けられている。
【００１５】
ケース本体１２の内部には二つのレンズ枠１８、２０が設けられ、この二つのレンズ枠１８、２０にズームレンズやフォーカスレンズ等の移動レンズが保持される。また、二つのレンズ枠１８、２０は、固定レンズ１６の光軸と平行に配設された二本のガイド棒２２、２４によって、光軸方向にスライド自在に支持される。すなわち、レンズ枠１８の外周面には、ガイド部２３が突出形成されており、このガイド部２３の貫通孔にガイド棒２４が挿通されてガイドされるとともに、ガイド部２３の反対側に突出形成された係合部（不図示）のＵ状溝にガイド棒２２が係合されることによって、レンズ枠１８が光軸方向にスライド自在に支持される。同様に、レンズ枠２０の外周面には、ガイド部２５が突出形成されており、このガイド部２５の貫通孔にガイド棒２２が挿通されてガイドされるとともに、ガイド部２５の反対側に突出形成された係合部２７のＵ状溝にガイド棒２４が係合されることによって、レンズ枠２０が光軸方向にスライド自在に支持される。
【００１６】
レンズ枠１８、２０にはそれぞれ被駆動板（被駆動部材に相当）２６、２６が一体的に形成される。被駆動板２６は、細長い矩形状に形成されており、その長手方向が光軸と平行になるように配置される。被駆動板２６の材質等は特に限定されるものではないが、軽量で、且つ剛性の強い材質、例えばセラミック等が選択される。
【００１７】
各被駆動板２６、２６には、アクチュエータ３０、３０が配設される。各アクチュエータ３０、３０は蓋１４の開口部に嵌め込まれることによって固定される。
【００１８】
図２はアクチュエータ３０の基本構造を説明する斜視図である。以下は、レンズ枠１８を駆動するアクチュエータ３０の例で説明するが、レンズ枠２０を駆動するアクチュエータ３０も同様に構成される。
【００１９】
図２に示すようにアクチュエータ３０は主として、圧電素子３２Ａ、３２Ｂ、駆動部材３４Ａ、３４Ｂ、押えばね３６、及び押え板３８Ａ、３８Ｂによって構成される。圧電素子３２Ａ、３２Ｂは、被駆動板２６を挟んで両側に配置される。また、圧電素子３２Ａ、３２Ｂは、その変位方向が被駆動板２６の長手方向（すなわち駆動方向）になるように配置される。各圧電素子３２Ａ、３２Ｂの変位方向の一方の端面には、ケースの蓋１４（図１参照）に固定された押え板３８Ａ、３８Ｂが取り付けられ、もう一方の端面は駆動部材３４Ａ、３４Ｂが一体的に取り付けられる。駆動部材３４Ａ、３４Ｂは、略矩形のブロック状に形成されており、上述した被駆動板２６と同様に、軽量で剛性の大きい材質、例えばセラミックで構成される。駆動部材３４Ａ、３４Ｂには、被駆動板２６に対面する側の反対側の側面に窪み３５Ａ、３５Ｂが形成され、この窪み３５Ａ、３５Ｂに押えばね３６が係合される。押えばね３６は、二つの駆動部材３４Ａ、３４Ｂを挟み込む板ばねであり、この押えばね３６の付勢力によって駆動部材３４Ａ、３４Ｂが被駆動板２６に押し付けられる。これにより、駆動部材３４Ａ、３４Ｂが被駆動板２６に摩擦係合される。
【００２０】
なお、図２には、駆動部材３４Ａ、３４Ｂを被駆動板２６に付勢する付勢手段として押えばね３６を用いた例を示したが、他の付勢手段、例えば圧縮ばねやゴム等の弾性体によって駆動部材３４Ａ、３４Ｂを個別に付勢するようにしてもよい。
【００２１】
図３は圧電素子３２Ａ、３２Ｂに所定のタイミングで電圧を印加する制御部の構成を示すブロック図である。同図に示すように、各圧電素子３２Ａ、３２Ｂには、アンプ３１Ａ、３１Ｂが接続され、さらにＤ／Ａコンバータ３３Ａ、３３Ｂを介してＣＰＵ２９に接続される。ＣＰＵ２９は、所定のタイミングでコントロール信号を出力し、この信号がＤ／Ａコンバータ３３Ａ、３３ＢでＤ／Ａ変換された後、アンプ３１Ａ、３１Ｂで増幅され、矩形波の駆動パルス信号が生成される。圧電素子３２Ａの駆動パルス信号と、圧電素子３２Ｂの駆動パルス信号は、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの一方のタイミングが等しく、且つ、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの他方のタイミングが異なる矩形波として生成される。
【００２２】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は圧電素子３２Ａ、３２Ｂに印加する駆動パルス信号の例を示している。図４（Ａ）は、図２のレンズ枠１８を左方向に移動させる際の駆動パルス信号であり、図４（Ｂ）は図２のレンズ枠１８を右方向に移動させる際の駆動パルス信号である。
【００２３】
図４（Ａ）の場合、圧電素子３２Ａには、時刻α１から時刻α２にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α３で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。そして、圧電素子３２Ｂには、時刻α１から時刻α２にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α４で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻α１から時刻α２にかけては、圧電素子３２Ａ、３２Ｂが同時に緩やかに伸長するので、図２の駆動部材３４Ａ、３４Ｂが左方向に緩やかに移動する。その際、駆動部材３４Ａ、３４Ｂが緩やかに移動することから、被駆動板２６は、駆動部材３４Ａ、３４Ｂとの摩擦力によって保持され、駆動部材３４Ａ、３４Ｂとともに左方向に移動する。一方、時刻α３では圧電素子３２Ａだけが急激に縮み、時刻α４では圧電素子３２Ｂだけが急激に縮む。したがって、時刻α３、時刻α４ではそれぞれ、図２の駆動部材３４Ａ、３４Ｂがそれぞれ単独で、右方向に急激に移動する。このように駆動部材３４Ａ、３４Ｂが急激に移動すると、被駆動板２６との間にスベリが生じ、被駆動板２６が停止したまま駆動部材３４Ａ、３４Ｂだけが移動する。よって、時刻α３、時刻α４では、被駆動板２６を停止させたまま、圧電素子３２Ａ、３２Ｂを縮めて元の状態に戻すことができる。以上のことから、図４（Ａ）の駆動パルスを繰り返し印加すると、図２の被駆動板２６は左方向への移動と停止を繰り返すので、レンズ枠１８を左方向に移動させることができる。
【００２４】
図４（Ｂ）の場合、圧電素子３２Ａには、時刻α５から時刻α６にかけて緩やかに立ち下がり、時刻α７で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。そして、圧電素子３２Ｂには、時刻α５から時刻α６にかけて緩やかに立ち下がり、時刻α８で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻α５から時刻α６にかけては、圧電素子３２Ａ、３２Ｂが同時に緩やかに縮むので、図２の駆動部材３４Ａ、３４Ｂが右方向に緩やかに移動する。その際、駆動部材３４Ａ、３４Ｂが緩やかに移動することから、被駆動板２６は、駆動部材３４Ａ、３４Ｂとの摩擦力によって保持され、駆動部材３４Ａ、３４Ｂとともに右方向に移動する。一方、時刻α７では圧電素子３２Ａだけが急激に伸長し、時刻α８では圧電素子３２Ｂだけが急激に伸長する。したがって、時刻α７、時刻α８ではそれぞれ、図２の駆動部材３４Ａ、３４Ｂが単独で、左方向に急激に移動する。このように駆動部材３４Ａ、３４Ｂが急激に移動すると、被駆動板２６との間にスベリが生じ、被駆動板２６が停止したまま駆動部材３４Ａ、３４Ｂだけが移動する。よって、時刻α７、時刻α８では、被駆動板２６を停止させたまま、圧電素子３２Ａ、３２Ｂを伸長させて元の状態に戻すことができる。以上のことから、図４（Ｂ）の駆動パルスを繰り返し印加すると、図２の被駆動板２６は右方向への移動と停止を繰り返すので、レンズ枠１８を右方向に移動させることができる。
【００２５】
次に本発明に係るアクチュエータの作用について説明する。
【００２６】
以下、図１及び図２に示したアクチュエータ３０の圧電素子３２Ａ、３２Ｂに、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す略鋸歯状に電圧を印加した比較例について説明する。
【００２７】
図５（Ａ）の場合、圧電素子３２Ａ、３２Ｂには、同じ形状の駆動パルス、すなわち時刻β１から時刻β２にかけて緩やかに立ち上がり、時刻β３で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻β３において、圧電素子３２Ａ、３２Ｂは、同じタイミングで急激に縮んでいる。
【００２８】
同様に、図５（Ｂ）の場合、圧電素子３２Ａ、３２Ｂには、同じ形状の駆動パルス、すなわち時刻β４から時刻β５にかけて緩やかに立ち下がり、時刻β６で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。したがって、時刻β６において、圧電素子３２Ａ、３２Ｂは同じタイミングで急激に伸長している。
【００２９】
このように圧電素子３２Ａ、３２Ｂが同じタイミングで急激に変形した場合、駆動部材３４Ａ、３４Ｂが被駆動板２６を挟持したまま同時に移動することになるので、被駆動板２６は駆動部材３４Ａ、３４Ｂとともに移動しやすくなる。したがって、被移動板２６が確実に停止するように、圧電素子３２Ａ、３２Ｂの伸び時と縮み時の変形速度を厳密に設定したり、或いは被駆動板２６と駆動部材３４Ａ、３４Ｂとの摩擦力を厳密に設定したりしなければならない。したがって、パルス形状の選定や押えばね３６のばね定数の選定が非常に困難になる。また、パルス形状の選定や押えばね３６のばね定数の選定が正確に行われない場合には、圧電素子３２Ａ、３２Ｂの伸び時と縮み時の両方で被駆動板２６が移動することになり、被駆動板２６を正確に移動させることができなくなる。
【００３０】
これに対して本願発明は、図４（Ａ）の時刻α３、時刻α４、或いは図４（Ｂ）の時刻α７、時刻α８に示したように、二つの圧電素子３２Ａ、３２Ｂにおいて、急激に変形させるタイミングをずらしている。したがって、駆動部材３４Ａが移動する際には駆動部材３４Ｂが停止しており、駆動部材３４Ｂが移動する際には駆動部材３４Ａが停止している。このため、被駆動板２６は駆動部材３４Ａ、３４Ｂにつられて移動しにくくなり、被駆動板２６を確実に停止させておくことができる。よって、図４（Ａ）、図４（Ｂ）のパルス形状の電圧を圧電素子３２Ａ、３２Ｂに印加することによって、被駆動板２６の移動と停止を確実に制御することができ、被駆動板２６の駆動制御を正確に行うことができる。
【００３１】
また、上記の如く制御を行った場合、被駆動板２６の移動時と停止時とにおける駆動力の差が大きくなるので、駆動制御における不安定要因が少なくなり、被駆動板２６と駆動部材３４Ａ、３４Ｂとの摩擦力の設定を容易に行うことができる。よって、被駆動板２６の制御を安定して確実に行うことができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態によれば、被駆動板２６が駆動方向に延設され、駆動部材３４Ａ、３４Ｂと被駆動板２６との摩擦係合面は圧電素子３２Ａ、３２Ｂに対して常に一定の位置関係に保たれる構造なので、前記摩擦係合面を常に圧電素子３２Ａ、３２Ｂの近傍に配置することができる。これにより、圧電素子３２Ａ、３２Ｂの振動を被駆動板２６に確実に伝達することができ、高周波の駆動パルスによる制御が可能になる。よって、低い電圧であっても被駆動板２６を高速で移動させることができる。
【００３３】
なお、上述した実施の形態は、被駆動部材を光軸方向に駆動させる例で説明したが、被駆動部材の駆動方向はこれに限定するものではない。例えば図６に示すレンズ装置は、光軸と直交する方向に駆動させる例である。このレンズ装置は、移動レンズ５０を含むレンズ群を保持するレンズ枠５２と、移動レンズ５４を含むレンズ群を保持するレンズ枠５６を備える。各レンズ枠５２、５６は、光軸方向に配置された二本のガイド棒５８、６０によってスライド自在に支持される。また、各レンズ枠５２、５６には、カムピン６２、６４が設けられており、このカムピン６２、６４が、移動板６６に形成されたカム溝６８、７０に係合される。移動板６６は図６の上下方向（すなわち光軸と直交方向）にスライド自在に支持されており、この移動板６６にアクチュエータ３０が取り付けられる。アクチュエータ３０の圧電素子３２Ａ、３２Ｂは、移動板６６を挟んで両側に設けられ、上下方向に伸縮するように配置される。各圧電素子３２Ａ、３２Ｂの下側には駆動部材３４Ａ、３４Ｂが取り付けられる。駆動部材３４Ａ、３４Ｂには押えばね３６が取り付けられ、この押えばね３６の付勢力によって駆動部材３４Ａ、３４Ｂが移動板６６に摩擦係合されている。したがって、圧電素子３４Ａ、３４Ｂに上述した駆動パルスの電圧を印加すると、移動板６６が上下方向に駆動され、レンズ枠５２、５６が光軸方向に前後移動される。上記の如く構成されたレンズ装置においても、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すパルス形状の電圧を印加することによって、移動板６６を安定して正確に移動させることができる。
【００３４】
図７に示すレンズ装置は、レンズ枠５２、５６に形成されたカムピン６２、６４が、揺動板７２に形成されたカム溝７４、７６に係合される。揺動板７２には孔７８が形成されており、この孔７８に挿通された軸部材（不図示）を介して揺動板７２が揺動自在に支持される。アクチュエータ３０は、駆動部材３４Ａ、３４Ｂが揺動板７２を挟んで両側に配置され、押えばね３６によって揺動板７２に両側から摩擦係合される。この場合にも、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すパルス形状の電圧を印加することによって、揺動板７２を揺動方向に安定して正確に移動させることができる。
【００３５】
図８に示すレンズ装置は、固定筒８０を有し、この固定筒８０の内部に、移動レンズ８２のレンズ枠８４が光軸方向にスライド自在に支持されている。固定筒８０の外部には、駆動筒８６が回動自在に支持されており、この駆動筒８６を回動操作することによって、レンズ枠８４が光軸方向に前後移動するように構成されている。駆動筒８６にはフランジ８８が形成されており、このフランジ８８にアクチュエータ３０が取り付けられる。アクチュエータ３０は、駆動部材３４Ａ、３４Ｂがフランジ８８を挟んで両側に配置されるとともに、押えばね３６によってフランジ８８に両側から摩擦係合される。この場合にも、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すパルス形状の電圧を印加することによって、駆動筒８６を回転方向に安定して正確に移動させることができる。
【００３６】
さらに上述した実施の形態では、二つの圧電素子３２Ａ、３２Ｂを設けた例を示したが、三つ以上の圧電素子を設けてもよい。例えば図９には、四つの圧電素子３２Ａ〜３２Ｄを設けた例が示されている。圧電素子３２Ａ、３２Ｃはそれぞれ、被駆動板２６に対して圧電素子３２Ｂ、３２Ｄの反対側に配置されている。四つの圧電素子３２Ａ〜３２Ｄにはそれぞれ、駆動部材３４Ａ〜３４Ｄが一体的に取り付けられており、この駆動部材３４Ａ〜３４Ｄが押えばね２６、２６で付勢され、被駆動板２６に摩擦係合されている。四つの圧電素子３２Ａ〜３２Ｄには、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すような駆動パルスが印加される。すなわち、図１０（Ａ）の場合、圧電素子３２Ａ〜３２Ｄには、時刻γ１から時刻γ２にかけて同時に緩やかに立ち上がり、時刻γ３〜時刻γ６においてタイミングをずらして急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。同様に図１０（Ｂ）の場合、圧電素子３２Ａ〜３２Ｄには、時刻γ７から時刻γ８にかけて同時に緩やかに立ち下がり、時刻γ９〜時刻γ１２においてタイミングをずらして急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスを印加している。このように圧電素子３２Ａ〜３２Ｄを急激に変形させるタイミングをずらすことによって、四つの圧電素子３２Ａ〜３２Ｄを用いた場合にも正確な駆動制御を行うことができる。
【００３７】
上述したアクチュエータの用途としては、例えばデジタルカメラや携帯電話等の小型精密機器に適用することができる。特に携帯電話は、３Ｖ以下の低い電圧で駆動する必要があるが、本発明のアクチュエータを用いることによって、２０ｋＨｚ程度の高周波であっても駆動することができ、レンズ枠２０を２ｍｍ／ｓ以上の高速度で移動させることができる。よって、１０ｍｍ程度の移動が必要となるズームレンズであっても、迅速に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のアクチュエータが適用されるレンズ装置の構成を示す分解斜視図
【図２】アクチュエータの基本原理を説明する斜視図
【図３】制御部の構成を示すブロック図
【図４】図１の圧電素子に印加される駆動パルスの波形図
【図５】図２と異なる駆動パルスの波形図
【図６】図１と異なるレンズ装置の主要構成を示す斜視図
【図７】図１と異なるレンズ装置の主要構成を示す斜視図
【図８】図１と異なるレンズ装置の主要構成を示す斜視図
【図９】四つの圧電素子を設けたアクチュエータの基本原理を説明する斜視図
【図１０】図９の圧電素子に印加される駆動パルスの波形図
【符号の説明】
【００３９】
１８、２０…レンズ枠、２６…被駆動板、３２Ａ、３２Ｂ…圧電素子、３４Ａ、３４Ｂ…駆動部材、３６…押えばね
【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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