(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータの動作に応じて出力される検知信号のＳ／Ｎ比を改善することが可能な圧電アクチュエータ駆動システム及び映像装置を提供することを目的としている。【解決手段】圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータと接続される基板と、を有する圧電アクチュエータ駆動システムであって、前記圧電アクチュエータの近傍に配置されており、前記圧電アクチュエータの動作に応じて前記圧電アクチュエータから出力される検知信号が入力されるバッファ部を有する。【選択図】図１１
2013174677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータと接続される基板と、を有する圧電アクチュエータ駆動システムであって、
前記圧電アクチュエータの近傍に配置されており、前記圧電アクチュエータの動作に応じて前記圧電アクチュエータから出力される検知信号が入力されるバッファ部を有する圧電アクチュエータ駆動システム。
【請求項２】
前記バッファ部の出力は、前記基板上に設けられたアンプ部へ接続されている請求項１記載の圧電アクチュエータ駆動システム。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータは、
前記圧電アクチュエータの動作に応じた前記検知信号を出力する動作検知手段を有し、
前記バッファ部は、
前記動作検知手段から出力される前記検知信号を電流から電圧に変換する電流電圧変換部と、
基準電位に接続された電圧バッファ部と、を有する請求項１又は２記載の圧電アクチュエータ駆動システム。
【請求項４】
前記アンプ部は、計装アンプである請求項１ないし３の何れか一項に記載の圧電アクチュエータ駆動システム。
【請求項５】
前記バッファ部と前記圧電アクチュエータとがＭＥＭＳユニットに内蔵されている請求項１ないし４の何れか一項に記載の圧電アクチュエータ駆動システム。
【請求項６】
ミラーを揺動させる圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータと接続される基板と、を有し、前記ミラーに照射される光を走査して映像を映す映像機器であって、
前記圧電アクチュエータの近傍に配置されており、前記圧電アクチュエータの動作に応じて前記圧電アクチュエータから出力される検知信号が入力されるバッファ部を有する映像機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータと接続される基板と、を有する圧電アクチュエータ駆動システム及び映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に内蔵された圧電アクチュエータを駆動させる圧電アクチュエータ駆動システムが知られている。例えば特許文献１及び特許文献２には、圧電アクチュエータと圧電アクチュエータを駆動させる駆動手段とが記載されている。以下に従来の圧電アクチュエータ駆動システムを説明する。
【０００３】
図１は、従来の圧電アクチュエータ駆動システムの例を示す図である。図１の圧電アクチュエータ駆動システム１０は、圧電アクチュエータが内蔵されたＭＥＭＳユニット１、ＭＥＭＳユニット１と基板２とを接続するＦＰＣ(フレキシブルプリント基板、Flexible Printed Circuit)ケーブル３、基板２上に設けられたＦＰＣコネクタ４、バッファ部５及び駆動部６から構成される。
【０００４】
図２は、従来のＭＥＭＳユニット駆動システムの信号を説明する図である。基板２のバッファ部５にはＭＥＭＳユニット１からの検知信号が供給される。また基板２の駆動部５からはＭＥＭＳユニット１へは、圧電アクチュエータを駆動させる駆動信号が供給される。尚検知信号とは、ＭＥＭＳユニット１に内蔵される圧電アクチュエータに設けられた圧電センサから出力される信号である。圧電センサは、圧電アクチュエータの変位に応じた検知信号を出力する。
【０００５】
図３は、従来のバッファ部の構成例を示す図である。バッファ部５では、例えば検知信号の１系統であるＳＳ１信号及びＳＳ１Ｇ信号がＩ／Ｖアンプ７に入力され、電荷(電流)−電圧変換されてＶｏｕｔとして出力される。
【０００６】
図４は従来のＭＥＭＳユニットへの入力信号と出力信号を説明する図である。基板２は、信号線ＳＤ１，ＳＤ１Ｇ，ＳＤ２，ＳＤ２Ｇ，ＭＤ，ＭＤＧにより圧電アクチュエータを駆動させる駆動信号をＭＥＭＳユニット１へ出力する。またＭＥＭＳユニット１は、信号線ＳＳ１，ＳＳ１Ｇ，ＳＳ２，ＳＳ２Ｇ，ＭＳ，ＭＳＧにより圧電アクチュエータの変位を検知する検知信号を基板２へ出力する。
【０００７】
駆動信号と検知信号とは、ＦＰＣケーブル３、ＦＰＣコネクタ４を経由して、ＭＥＭＳユニット１から基板２へ、又は基板２からＭＥＭＳユニット１へ出力される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
圧電センサにより圧電アクチュエータの変位を検出する場合、圧電センサは、圧電アクチュエータを変位させる圧電素子と必然的に隣接することになる。従ってＭＥＭＳユニット１と基板２とをＦＰＣケーブル３及びＦＰＣコネクタ４で接続した場合、駆動信号が検知信号側にクロストークとして重畳し、検知信号が劣化する。
【０００９】
また圧電センサから出力される検知信号は、圧電アクチュエータの動作周波数が低くなると、Ｓ／Ｎ比が悪くなり、一般的な回路構成では検出が困難となる。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、圧電アクチュエータの動作に応じて出力される検知信号のＳ／Ｎ比を改善することが可能な圧電アクチュエータ駆動システム及び映像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成すべく、以下の如き構成を採用した。
【００１２】
本発明は、圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータと接続される基板と、を有する圧電アクチュエータ駆動システムであって、前記圧電アクチュエータの近傍に配置されており、前記圧電アクチュエータの動作に応じて前記圧電アクチュエータから出力される検知信号が入力されるバッファ部を有する。
【００１３】
また本発明の圧電アクチュエータ駆動システムにおいて、前記バッファ部の出力は、前記基板上に設けられたアンプ部へ接続されている。
【００１４】
本発明は、ミラーを揺動させる圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータと接続される基板と、を有し、前記ミラーに照射される光を走査して映像を映す映像機器であって、前記圧電アクチュエータの近傍に配置されており、前記圧電アクチュエータの動作に応じて前記圧電アクチュエータから出力される検知信号が入力されるバッファ部を有し、
前記バッファ部の出力は、前記基板上に設けられたアンプ部へ接続されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電アクチュエータの動作に応じて出力される検知信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の圧電アクチュエータ駆動システムの例を示す図である。
【図２】従来のＭＥＭＳユニット駆動システムの信号を説明する図である。
【図３】従来のバッファ部の構成例を示す図である。
【図４】従来のＭＥＭＳユニットへの入力信号と出力信号を説明する図である。
【図５】本発明の圧電アクチュエータ駆動システムを説明する図である。
【図６】圧電アクチュエータを説明する第一の図である。
【図７】駆動梁と圧電センサを説明する図である。
【図８】圧電アクチュエータに接続される信号線を説明する図である。
【図９】圧電アクチュエータに供給される駆動信号を説明する第一の図である。
【図１０】圧電アクチュエータに供給される駆動信号を説明する第二の図である。
【図１１】圧電アクチュエータと基板との接続を説明する図である。
【図１２】バッファ部を説明する図である。
【図１３】計装アンプ部を説明する図である。
【図１４】バッファ部を有するＭＥＭＳユニットの例を示すである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図５は、本発明の圧電アクチュエータ駆動システムを説明する図である。
【００１８】
本実施形態の圧電アクチュエータ駆動システム１００は、ＭＥＭＳユニット１１０、バッファ部１２０、ＦＰＣ(フレキシブルプリント基板、Flexible Printed Circuit)ケーブル１３０、基板１４０、ＦＰＣコネクタ１５０、計装アンプ部１６０及び駆動部１７０を有する。
【００１９】
本実施形態の圧電アクチュエータ駆動システム１００のＭＥＭＳユニット１１０は、圧電アクチュエータを内蔵する。本実施形態のＭＥＭＳユニット１１０には、バッファ部１２０が接続されている。具体的には本実施形態では、電流電圧変換を行うバッファ部１２０が実装された基板が、ＭＥＭＳユニット１１０に直接接続されている。本実施形態のバッファ部１２０は、可能な限りＭＥＭＳユニット１１０の近傍に配置されることが好ましい。
【００２０】
本実施形態のバッファ部１２０は、ＦＰＣケーブル１３０を介して基板１４０と接続されている。基板１４０には、ＦＰＣコネクタ１５０が実装されており、ＦＰＣケーブル１３０が接続される。また基板１４０には、計装アンプ部１６０と駆動部１７０とが搭載されている。
【００２１】
計装アンプ部１６０は、ＦＰＣケーブル１３０とＦＰＣコネクタ１５０とを介してＭＥＭＳユニット１１０から出力される信号が入力される。駆動部１７０は、ＦＰＣケーブル１３０とＦＰＣコネクタ１５０とを介してＭＥＭＳユニット１１０へ圧電アクチュエータを駆動させる信号を出力する。ＭＥＭＳユニット１１０と基板１４０との間で入出力される信号の詳細は後述する。
【００２２】
次に、図６乃至図１０を参照して本実施形態のＭＥＭＳユニット１１０に内蔵された圧電アクチュエータについて説明する。
【００２３】
図６は、圧電アクチュエータを説明する第一の図である。
【００２４】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、圧電素子を利用したものである。圧電素子は、分極方向に電圧を印加すると印加電圧の電位に比例した歪み、即ち伸縮を生じる逆圧電効果を発揮することが知られている。本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、この圧電素子を利用して被駆動体に駆動力を伝達するようにした。
【００２５】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００に用いられる圧電素子は、例えるならば、永久磁石のように一方向に分極されている状態で駆動力を発揮するものであり、その分極方向両端面に電極を形成し、この電極間に駆動電圧を供給することで駆動力を得る。
【００２６】
上述の分極は、素子の組成を考慮し、ある一定の直流電圧を一定時間印加し続けることで得られる。一度分極が得られた素子は、一般的に分極を与えた電圧方向とゼロの間で電圧を印加して駆動させる。
【００２７】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、ミラー２３０をＸ軸方向とＹ軸方向の２軸の方向に揺動し、ミラー２３０に照射された光をスキャンするものである。本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、フレーム２１０、トーションバー２１１、２１２、フレーム２２０、支持梁２２１、ミラー２３０、駆動梁２４１、２４２、２４３、２４４、２６１、２６２、圧電センサ２５１、２５２、２５３、２５４、２７１、２７２を有する。
【００２８】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００において、フレーム２１０はシリコン基板上に形成された圧電アクチュエータのフレームである。フレーム２２０は、トーションバー２１１、２１２によりフレーム２１０に連結されて支持されている。またミラー２３０は、フレーム２２０に連結された支持梁２２１により支持されている。
【００２９】
駆動梁２４１、２４２は、フレーム２１０とトーションバー２１１とに連結されており、駆動梁２４３、２４４はフレーム２１０とトーションバー２１２とに連結されている。本実施形態では、駆動梁２４１〜２４４に形成された圧電素子の伸縮により、フレーム２２０がトーションバー２１１、２１２を軸として捩れる方向（Ｙ軸を軸として回転する方向）に動作する。
【００３０】
また本実施形態では、トーションバー２１１に一端が支持された圧電センサ２５１、２５２と、トーションバー２１２に一端が支持された圧電センサ２５３、２５４を有する。本実施形態の各圧電センサは、圧電アクチュエータ２００の動作を検知するための手段である。圧電センサ２５１、２５２は、トーションバー２１１の捩れに応じた検知信号を出力する。また電センサ２５３、２５４は、トーションバー２１２の捩れに応じた検知信号を出力する。
【００３１】
さらに本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、フレーム２２０と支持梁２２１とに連結された駆動梁２６１、２６２を有する。本実施形態では、駆動梁２６１、２６２に形成された圧電素子の伸縮により、フレーム２２０が支持梁２２１を軸として捩れる方向（Ｘ軸を軸として回転する方向）に動作する。
【００３２】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、フレーム２２０のＹ軸方向とＸ軸方向の捩れにより、ミラー２３０の角度を変位させ、ミラー２３０に照射される光をスキャンする。
【００３３】
以下に図７を参照して本実施形態の駆動梁２４１〜２４４、２６１、２６２、圧電センサ２５１〜２５４、２７１、２７２について説明する。図７は、駆動梁と圧電センサを説明する図である。
【００３４】
本実施形態の駆動梁２４１は、振動板２４１Ａ、振動板２４１Ａの上部に形成された圧電素子２４１Ｂ、振動板２４１Ａの裏面に形成された下部電極２４１Ｃを有する。本実施形態では、圧電素子２４１Ｂに接続された信号線ＳＤ(Sub Drive)１と、下部電極２４１Ｃに接続された信号線ＳＤ１Ｇとに駆動電圧が印加されることで、圧電素子２４１Ｂが変位する。
【００３５】
本実施形態の駆動梁２４２、２４３、２４４、２６１、２６２も同様の構成である。
【００３６】
本実施形態の圧電センサ２５１は、振動板２５１Ａ、振動板２５１Ａの上部に形成された圧電素子２５１Ｂ、振動板２５１Ａの裏面に形成された下部電極２５１Ｃを有し、駆動梁２４１に隣接する位置に設けられる。本実施形態の圧電センサ２５１では、駆動梁２４１によるトーションバー２１１の捩れにより、圧電素子２５１Ｂが変位する。圧電素子２５１Ｂが変位すると、圧電素子２５１Ｂと下部電極２５１Ｃとの間に電荷がチャージされ、圧電素子２５１Ｂと下部電極２５１Ｃとの間に電位差が生じる。本実施形態では、圧電素子２５１Ｂに接続された信号線ＳＳ(Sub Sense)１と、下部電極２５１Ｃに接続された信号線ＳＳ１Ｇとから、圧電素子２５１Ｂと下部電極２５１Ｃとの間に生じた電位差を検知信号として取得する。
【００３７】
本実施形態の圧電センサ２５２、２５３、２５４、２７１、２７２も同様の構成である。
【００３８】
図８は、圧電アクチュエータに接続される信号線を説明する図である。
【００３９】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、駆動梁２４１の圧電素子２４１Ｂと駆動梁２４３の圧電素子２４３Ｂに信号線ＳＤ１が接続されている。尚図８では図示していないが、駆動梁２４１と駆動梁２４３のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＳＤ１Ｇが接続されている。本実施形態では、信号線ＳＤ１−ＳＤ１Ｇ間の電圧は、駆動梁２４１、２４３の駆動電圧として供給される。
【００４０】
また本実施形態の駆動梁２４２の圧電素子２４２Ｂと駆動梁２４４の圧電素子２４４Ｂに信号線ＳＤ２が接続されている。尚図８では図示していないが、駆動梁２４２と駆動梁２４４のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＳＤ２Ｇが接続されている。本実施形態では、信号線ＳＤ２−ＳＤ２Ｇ間の電圧が、駆動梁２４２、２４４の駆動電圧として供給される。
【００４１】
また本実施形態の駆動梁２６１の圧電素子２６１Ｂと駆動梁２６２の圧電素子２６２Ｂに信号線ＭＤ(Main Drive)が接続されている。尚図８では図示していないが、駆動梁２６１と駆動梁２６２のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＭＤＧが接続されている。本実施形態では、信号線ＭＤ−ＭＤＧ間の電圧が、駆動梁２６１、２６２の駆動電圧として供給される。
【００４２】
本実施形態において各駆動梁に供給される駆動電圧は、基板１４０の駆動部１７０から出力され、圧電アクチュエータ２００へ供給される。
【００４３】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、圧電センサ２５１の圧電素子２５１Ｂと圧電センサ２５３の圧電素子２５３Ｂに信号線ＳＳ１が接続されている。尚図８では図示していないが、圧電センサ２５１と圧電センサ２５３のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＳＳ１Ｇが接続されている。本実施形態では、信号線ＳＳ１と信号線ＳＳ１Ｇとの間の電位差を、圧電素子２４１Ｂと圧電素子２４３Ｂの変位を検知する検知信号とする。検知信号は、圧電アクチュエータ２００から出力され、バッファ部１２０に供給される。
【００４４】
また本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、圧電センサ２５２の圧電素子２５２Ｂと圧電センサ２５４の圧電素子２５４Ｂに信号線ＳＳ２が接続されている。尚図８では図示していないが、圧電センサ２５２と圧電センサ２５４のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＳＳ２Ｇが接続されている。本実施形態では、信号線ＳＳ２−ＳＳ２Ｇ間の電位差を圧電素子２４２Ｂと圧電素子２４４Ｂの変位を検知する検知信号とする。検知信号は、圧電アクチュエータ２００から出力され、バッファ部１２０に供給される。
【００４５】
また本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、圧電センサ２７１の圧電素子２７１Ｂと圧電センサ２７２の圧電素子２７２Ｂとに信号線ＭＳ(Main Sense)が接続されている。尚図８では図示していないが、圧電センサ２７１と圧電センサ２７２のそれぞれが有する下部電極には、信号線ＭＳＧが接続されている。本実施形態では、信号線ＭＳ−ＭＳＧ間の電位差を圧電素子２６１Ｂと圧電素子２６２Ｂの変位を検知する検知信号とする。検知信号は、圧電アクチュエータ２００から出力され、バッファ部１２０に供給される。
【００４６】
以下に図９、図１０を参照して本実施形態の駆動信号について説明する。図９は、圧電アクチュエータに供給される駆動信号を説明する第一の図である。
【００４７】
図９では、Ｙ軸を軸としてフレーム２２０を回動させる場合の駆動信号を示している。図９では、ＳＤ１−ＳＤ１Ｇ間の信号である駆動信号９１と、ＳＤ２−ＳＤ２Ｇ間の信号である駆動信号９２と、駆動信号９１が供給される駆動梁２４１と、駆動信号９２が供給される駆動梁２４３と、トーションバー２１１との関係について示している。
【００４８】
駆動信号９１と駆動信号９２とは、位相が１８０度反転した信号である。図９では、時刻ｔ１ではＳＤ１−ＳＤ１Ｇ間の電圧がゼロ、ＳＤ２−ＳＤ２Ｇ間の電圧が最大である。駆動梁２４１と駆動梁２４３は、時刻ｔ１の下の模式図で示すように、中心（軸）となるトーションバー２１１の左側の駆動梁２４１では、圧電素子２４１Ｂの変位がゼロとなる。またトーションバー２１１の右側の駆動梁２４３では、圧電素子２４３Ｂの変位が最大に縮む。よってトーションバー２１１は右側に最大に傾く（捩れる）。
【００４９】
時刻ｔ２では、駆動梁２４１、２４３の両方とも圧電素子２４１Ｂ、２４３Ｂが中間に縮む方向となり、トーションバー２１１の傾き（捻れ）はゼロとなる。
【００５０】
時刻ｔ３では、トーションバー２１１の左側の駆動梁２４１では圧電素子２４１Ｂが最大に縮み、トーションバー２１１の右側の駆動梁２４３では圧電素子２４３Ｂの変位がゼロとなる。よってトーションバー２１１は、左側に最大に傾く（捩れる）。
【００５１】
尚トーションバー２１２と駆動梁２４２、２４４との関係については、トーションバー２１１と駆動梁２４１、２４３との関係と同様であるから説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００は、以上のようにしてミラー３００をＹ軸を中心に回動させる。
【００５３】
図１０は、圧電アクチュエータに供給される駆動信号を説明する第二の図である。
【００５４】
図１０では、Ｘ軸を軸としてミラー３００を回動させる場合の駆動信号を示している。図１０では、ＭＤ−ＭＤＧ間の信号である駆動信号９３と、駆動信号９３供給される駆動梁２６１と、支持梁２２１との関係について示している。
【００５５】
図１０において、時刻ｔ１ではＭＤ−ＭＤＧ間の電圧がゼロである。このとき圧電アクチュエータ２００では、符号ｔ１の下の模式図で示すように、中心となる支持梁２２１の左側で圧電素子２６１Ｂの変位がゼロとなる。また時刻ｔ２では、圧電素子２６１Ｂが中間に縮む方向となり、支持梁２２１の傾き（捻れ）はやや左に傾く。時刻ｔ３では支持梁２２１の左側では圧電素子２６１Ｂが最大に縮む方向となり、支持梁２２１は左側に最大に傾く。
【００５６】
本実施形態の圧電アクチュエータ２００では、このようにしてミラー３００をＸ軸を中心に回動させる。
【００５７】
以上のように本実施形態の圧電アクチュエータ２００の駆動梁２４１〜２４４は、トーションバー２１１を中心として圧電素子２４１Ｂ〜２４４Ｂに物理的な変形が生じる。従って、各駆動梁と隣接している圧電センサ２５１〜２５４の圧電素子２５１Ｂ〜２５４Ｂにはこの力に応じた電荷がチャージされ、電圧が発生する。
【００５８】
また駆動梁２６１、２６１は支持梁２２１を中心として圧電素子２６１Ｂ、２６２Ｂに物理的な変形が生じる。従って、各駆動梁と隣接している圧電センサ２７１、２７２の圧電素子２７１Ｂ、２７２Ｂにはこの力に応じた電荷がチャージされ、電圧が発生する。
【００５９】
この電圧が、検知信号として圧電アクチュエータ２００から出力される。
【００６０】
以下に図１１を参照して本実施形態の圧電アクチュエータ２００と基板１４０との接続について説明する。図１１は、圧電アクチュエータと基板との接続を説明する図である。
【００６１】
本実施形態の圧電アクチュエータ駆動システム１００では、基板１４０に設けられた駆動部１４０から圧電アクチュエータ２００の駆動信号が出力され、ＭＥＭＳユニット１１０に供給される。また本実施形態の圧電アクチュエータ駆動システム１００では、ＭＥＭＳユニット１１０の後段にバッファ部１２０が接続されており、ＭＥＭＳユニット１１０から出力される検知信号は、バッファ部１２０に入力される。
【００６２】
バッファ部１２０に入力された検知信号は、バッファ出力として基板１４０に設けられた計装アンプ部１６０に出力される。またバッファ部１２０には、基板１４０から電源及びＧＮＤが供給される。
【００６３】
本実施形態では、以上のようにＭＥＭＳユニット１１０の後段にバッファ部１２０を設け、バッファ部１２０に検知信号を格納することで、ノイズに影響されやすい検知信号と駆動信号との並列配線を最短にすることができる。このため本実施形態によれば、検知信号に対するクロストークの影響を最小にすることができる。
【００６４】
以下に図１２、１３を参照して本実施形態のバッファ部１２０と計装アンプ部１６０について説明する。図１２は、バッファ部を説明する図である。
【００６５】
本実施形態のバッファ部１２０は、電流電圧変換（Ｉ／Ｖ）アンプ１２１、ボルテージフォロワ回路１２２を有する。本実施形態のＩ／Ｖアンプ１２１は信号線ＳＳ１側に設けられ、ボルテージフォロワ回路１２２は信号線ＳＳＧ１側（ＧＮＤ側）に設けられている。
【００６６】
本実施形態のＩ／Ｖアンプ１２１は、反転入力端子に信号線ＳＳ１が接続され、非反転入力端子に信号線ＳＳ１Ｇが接続されおり、信号線ＳＳ１から取り出される電流を増幅して電圧へ変換する。すなわちＩ／Ｖアンプ１２１は、圧電センサ２５１の圧電素子２５１Ｂと下部電極２５１Ｃとの間にチャージされた電荷を電圧に換えた信号を検知信号ＳＳ１ｏｕｔとして出力する。
【００６７】
本実施形態の信号線ＳＳ１は、圧電素子からの電荷性の出力である。よって本実施形態では、Ｉ／Ｖアンプ１２１により、電荷−電圧変換、即ち、これと等価である電流−電圧変換(Ｉ／Ｖ変換)を行うことで、電荷性の出力を電圧として出力することができる。
【００６８】
本実施形態のボルテージフォロワ回路１２２は、電圧バッファとして機能するものであり、アンプ１２３の非反転入力端子は、信号線ＳＳ１Ｇと接続されている。またアンプ１２３の非反転入力端子は、基準電位端子ＧＮＤｓｉｇと接続されている。基準電位端子ＧＮＤｓｉｇにおける基準電位は、基板１４０から得られる。アンプ１２３の反転入力端子はアンプ１２３の出力と接続されている。アンプ１２３の出力は、信号ＳＳ１Ｇｏｕｔとして出力される。
【００６９】
本実施形態では、信号線ＳＳ１Ｇ側にボルテージフォロワ回路１２２を設け、基準電位端子ＧＮＤｓｉｇに重畳されるノイズを除去することでＧＮＤ点のノイズ成分を除去した信号ＳＳ１Ｇｏｕｔを出力することができる。
【００７０】
このように本実施形態では、信号線ＳＳ１側の検知信号知ＳＳ１ｏｕｔと、信号線ＳＳ１Ｇ側の信号ＳＳ１Ｇｏｕｔと、をバッファ部１２０から出力する。
【００７１】
図１３は、計装アンプ部を説明する図である。
【００７２】
本実施形態の計装アンプ部１６０には、バッファ部１２０から出力される検知信号ＳＳ１ｏｕｔと、ノイズが除去された信号ＳＳ１Ｇｏｕｔとが入力される。
【００７３】
本実施形態の計装アンプ１６０は、アンプ１６１、１６２、１６３を有する。アンプ１６１の非反転入力端子には検知信号ＳＳ１ｏｕｔが入力される。またアンプ１６１の反転入力端子は、抵抗Ｒ１を介してアンプ１６２の反転入力端子と接続されている。またアンプ１６１の反転入力端子は、抵抗Ｒ２を介してアンプ１６１の出力と接続されている。アンプ１６２の非反転入力端子には、信号ＳＳ１Ｇｏｕｔが入力される。またアンプ１６２の反転入力端子は抵抗Ｒ３を介してアンプ１６２の出力に接続されている。
【００７４】
アンプ１６１の出力は、抵抗Ｒ４を介してアンプ１６３の非反転入力端子に接続される。アンプ１６２の出力は抵抗Ｒ５を介してアンプ１６３の反転入力端子にされる。アンプ１６３の反転入力端子は、アンプ１６３の出力と接続される。アンプ１６３の出力は、計装アンプ部１６０の出力信号Ｖｏｕｔとして、出力される。
【００７５】
本実施形態では、このようにバッファ部１２０において信号線ＳＳＧ１側（ＧＮＤ側）のノイズを除去し、さらに計装アンプ１６０を介することで、検知信号ＳＳ１ｏｕｔのノイズを低減し、出力信号Ｖｏｕｔとして出力することができる。
【００７６】
したがって本実施形態では、圧電アクチュエータの変位に応じて出力される検知信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。すなわち本実施形態では、検知信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。
【００７７】
本実施形態の圧電アクチュエータ駆動システム１００は、例えばプロジェクタ等のように光を走査して映像を映す映像機器等に搭載されても良い。
【００７８】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、バッファ部がＭＥＭＳユニット内に設けられた点のみ、第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号を付与し、その説明を省略する。
【００７９】
図１４は、バッファ部を有するＭＥＭＳユニットの例を示すである。
【００８０】
本実施形態のＭＥＭＳユニット１１０Ａは、圧電アクチュエータ２００とバッファ部１２０とを有する。
【００８１】
本実施形態のＭＥＭＳユニット１１０Ａでは、図４に示す従来のＭＥＭＳユニット１から出力される信号線に加え、バッファ部１２０の電源ラインＶｃｃ，ＧＮＤｐｏｗ，Ｖｅｅ，ＧＮＤｓｉｇが追加される。すなわち本実施形態では、従来のＭＥＭＳユニット１に、バッファ部１２０と４本の電源ラインを追加するだけで、検知信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。すなわち本実施形態では、検知信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。
【００８２】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１００  圧電アクチュエータ駆動システム
１１０  ＭＥＭＳユニット
１２０  バッファ部
１４０  基板
１６０  計装アンプ
１７０  駆動部
２００  圧電アクチュエータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００７−２２６１０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３３９号公報
【図１】
2013174677.tif 000003
【図２】
2013174677.tif 000004
【図３】
2013174677.tif 000005
【図４】
2013174677.tif 000006
【図５】
2013174677.tif 000007
【図６】
2013174677.tif 000008
【図７】
2013174677.tif 000009
【図９】
2013174677.tif 000010
【図１０】
2013174677.tif 000011
【図１１】
2013174677.tif 000012
【図１２】
2013174677.tif 000013
【図１３】
2013174677.tif 000014
【図１４】
2013174677.tif 000015
【図８】
2013174677.tif 000016