(57)【要約】【課題】圧電素子等の駆動源を用いる往復動型レンズアクチュエータの立ち上がり時に生じる振動の抑制と立ち上がり速度の短縮を同時に行う。【解決手段】立ち上がり時の時間を駆動源の固有振動数に対応した周期とすることで、立ち上がり時に於ける駆動源の共振を防いで立ち上がり後の振動を抑制すると共に、立ち上がり速度を上げることが可能となる。また、駆動時前に原点復帰することで入力信号に対する移動変位の再現性の向上という効果をも得ている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動型レンズアクチュエータの駆動方法であって、入力信号を駆動源へ入力する際に、入力信号の立ち上げ時間をアクチュエータの固有振動数に於ける周期の９５〜１０５％の範囲に設定して立ち上げる駆動方法。
【請求項２】
駆動源に圧電素子を用いた往復動型レンズアクチュエータの駆動方法であって、レンズアクチュエータの焦点位置調節時に、レンズアクチュエータを原点復帰してからレンズ駆動を行う、請求項１記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子等の直線方向の力を駆動源とする往復動型レンズアクチュエータの駆動方法に関する。
【０００２】
現在、携帯電話等に搭載されている小型のレンズアクチュエータには搭載スペースの制限上、従来から用いられている回転式のレンズ鏡筒を用いることが難しく、圧電素子、可動コイル等によってレンズを動かす往復動型構造のものが多く用いられている。
【０００３】
このようなレンズアクチュエータを駆動する際、圧電素子を用いた場合では、一回の入力に対する移動量が少ないために、目標位置への到達時間を短縮することが難しいという問題があった。
【０００４】
また、可動コイル型の構造では移動後にダンピングが発生するため、圧電素子を用いた場合と同様に、目標位置への到達時間を短縮することが難しいという問題があった。
【０００５】
上述した二つの問題のうち、圧電素子型の問題に対しては予め目標値の変位分に必要な量よりも高い値を入力することで、この問題を解決するという方法がある。
【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、上述した圧電素子型に関する解決方法は、入力時の値を目標値よりも高く設定して即応性を上げる為、通常の入力を行った場合と比較して、入力後に駆動源の圧電素子によって駆動される装置全体が振動し、装置に取り付けたレンズの焦点位置が定まりにくいという問題があった。
【０００７】
また、上記圧電型に関する解決方法とは別のダンピングに関する従来技術を用いた解決方法としては、特開平１１−３４２６０８（以下特許文献１として記載）に記載されたインクジェットプリンタ用圧電アクチュエータの駆動方法がある。
【０００８】
前記特許文献１記載の駆動方法では、インク容器の容積によるダンパ効果を前記アクチュエータの振動系に組み込むことを特徴としており、前記ダンパ効果を組み込んだことでダンピングを抑制して前記アクチュエータの立ち上がり時間短縮という効果を得ている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の駆動方法をレンズアクチュエータに用いて同様の効果を得るには、別途ダンパ要素を付加する必要があった。これは、レンズアクチュエータの構造上、振動系のダンパ要素が小さく撮影対象に対応した焦点距離によって入力電圧が変化する駆動方法を用いている為である。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３４２６０８
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するため、本発明では往復動型レンズアクチュエータの駆動機構に於いて、入力信号の立ち上り時間をレンズアクチュエータの固有振動数に於ける周期付近に合わせることを特徴としている。
【００１２】
より具体的には、往復動型のレンズアクチュエータに於ける駆動源の立ち上り時間を固有振動数に於ける周期の９５〜１０５％の範囲内に設定することで、電圧印加時の波形がアクチュエータと共振することを抑えてレンズアクチュエータの圧電素子を駆動している。
【００１３】
この為、レンズアクチュエータの駆動時に入力する制御信号に関して、共振周波数の波形が入りにくい立ち上り波形にして立ち上り後の振動を抑制しつつ、短時間でレンズ駆動を行うことが可能となっている。
【００１４】
また、請求項２に記載の制御方法では、請求項１に記載した制御方法を用いて圧電型のレンズアクチュエータを駆動する際に、電圧を印加しない状態である初期位置に、レンズ位置を復帰してから目標位置までレンズを移動させることを特徴としている。
【００１５】
この為、使用するレンズアクチュエータの伸縮動作時に生じる変位差に関わらず、再現性の良い安定したレンズ駆動を行うことが可能となる。
【００１６】
以上述べた効果に加えて、本発明の制御方法では予め固有振動数を調べることで最適な入力信号を定めることができる為、直線方向の力を駆動源とするレンズアクチュエータ全般に対して容易に適用することができる。
【実施例】
【００１７】
以下に、図１〜図３を用いて、本発明における最良の実施形態を示す。
【００１８】
図１に本実施例に於いて用いるレンズアクチュエータを、図２に該レンズアクチュエータを駆動する際に使用する入力波形を、図３に前記図２中（ａ）の波形を周期を変えて入力した際の立ち上りをそれぞれ示す。
【００１９】
図１から解るように、本実施例に於いて用いるレンズアクチュエータは、レンズホルダ３周辺に配置した変位拡大機構２を用いることで、駆動源である圧電素子１のａ方向の変位を拡大し、光軸方向であるｂ方向の変位に変えて、レンズホルダに搭載するレンズを駆動する構造となっている。この為、圧電素子が有している良好な即応性と変位拡大機構による充分な移動量を得ることができる。
【００２０】
図２に前記レンズアクチュエータに入力する二つの波形を示す。ここで、図２（ａ）は本発明に於いて用いた台形波、図２（ｂ）は従来の駆動方法に於いて用いられてきた台形波である。
【００２１】
図２に於いて、本実施例の制御方法では、スイッチングレギュレータを用いて立ち上がり時と保持部でのデューティー比を変化させた制御方法を用いている。より具体的には、従来のデューティー比一定で行う台形波入力に対して、立ち上り時のデューティー比を密にした駆動方法を用いている。
【００２２】
この為、従来は電圧によって固定だった圧電素子の立ち上り速度を、入力電圧に依らないで変化させることが可能となり、過渡応答波形等の入力を行わずに任意の立ち上り速度を設定することができた。
【００２３】
また、スイッチングレギュレータと併せて制御することにより、装置全体の省電力化と共に、デジタル制御が可能なことによる制御性の向上といった効果をも得ることができた。
【００２４】
図３に前記信号によって図１のレンズアクチュエータを駆動した結果を示す。図３から解るように、台形波を用いた図３（ａ）の立ち上り時間が３３ｍ秒となっているのに対して、図３（ｂ）の立ち上り時間は７０ｍ秒となっている。
【００２５】
これは、図３（ａ）の入力信号に於ける立ち上り部の時間を圧電素子の固有振動数に於ける周期Ｔに設定したことによるもので、前記設定を用いたことにより、立ち上り時に共振周波数の波が入りにくくなり、レンズ駆動後のダンピングを抑えたことによって立ち上がり時間を短縮することができた。尚、比較対象となっている図３（ｂ）は図２（ａ）に示した信号波形に、従来の立ち上がり時間を設定して駆動した結果である。
【００２６】
また、本実施例では、レンズアクチュエータの駆動時に於いて目標となる複数の焦点位置に連続してレンズを移動する際、電圧を印加しない原点に復帰してから各焦点位置に移動する方法を用いた。この為、圧電素子が有している伸縮時のヒステリシスに左右されない、入力信号に対する再現性の良好なレンズ駆動が可能となった。
【００２７】
尚、本実施例では圧電素子を駆動源としたレンズアクチュエータを用いたが、台形波に関しては圧電素子形の駆動構造に限らず、ボイスコイル形の駆動構造等、直線方向の力を駆動源とするレンズアクチュエータ全般に対して使用することができた。
【００２８】
以上述べたように、本実施例に於いて述べた制御方法を用いることで、従来の駆動方法よりも短い立ち上り時間でのレンズ駆動を行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に於いて用いるレンズアクチュエータ
【図２】本発明の実施例に於いて用いた駆動信号
【図３】図２中（ａ）の駆動信号を周期を変えて図１のレンズアクチュエータに入力した際の立ち上がり特性
【符号の説明】
【００３０】
１  圧電素子
２  変位拡大機構
３  レンズホルダ
Ｔ  レンズアクチュエータの共振周波数に対応した周期
ａ  圧電素子１の伸縮方向
ｂ  レンズホルダの移動方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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