JPH09247968A - 電気機械変換素子を使用した駆動装置 - Google Patents
電気機械変換素子を使用した駆動装置Info
- Publication number
- JPH09247968A JPH09247968A JP8075444A JP7544496A JPH09247968A JP H09247968 A JPH09247968 A JP H09247968A JP 8075444 A JP8075444 A JP 8075444A JP 7544496 A JP7544496 A JP 7544496A JP H09247968 A JPH09247968 A JP H09247968A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- holding member
- moving member
- piezoelectric element
- conversion element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/025—Inertial sliding motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/023—Inchworm motors
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低分解能の位置検出機構を使用して、高速で
高精度の位置制御が可能な電気機械変換素子を使用した
駆動装置を提供する。 【解決手段】 ＣＰＵで構成される制御部３１に、ＭＲ
センサ３４により駆動軸１３の位置を検出する位置検出
回路３３、圧電素子１４を駆動する電流１充放電回路３
５、圧電素子１６を駆動するそれぞれ電流値の異なる電
流１充放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３
充放電回路３８が接続される。検出位置により高速駆動
と低速駆動を併用する。高速駆動では電流１充放電回路
３６により圧電素子１６に速度の異なる伸縮変位を連続
的に発生させて軸１３を高速駆動する。低速駆動の場合
は充放電回路３６〜３８による圧電素子１６の駆動と、
充放電回路３５で圧電素子１４を駆動して行う軸１３の
保持動作を組み合わせ、圧電素子１６の伸縮変位の１サ
イクルを単位として軸１３を低速駆動する。
高精度の位置制御が可能な電気機械変換素子を使用した
駆動装置を提供する。 【解決手段】 ＣＰＵで構成される制御部３１に、ＭＲ
センサ３４により駆動軸１３の位置を検出する位置検出
回路３３、圧電素子１４を駆動する電流１充放電回路３
５、圧電素子１６を駆動するそれぞれ電流値の異なる電
流１充放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３
充放電回路３８が接続される。検出位置により高速駆動
と低速駆動を併用する。高速駆動では電流１充放電回路
３６により圧電素子１６に速度の異なる伸縮変位を連続
的に発生させて軸１３を高速駆動する。低速駆動の場合
は充放電回路３６〜３８による圧電素子１６の駆動と、
充放電回路３５で圧電素子１４を駆動して行う軸１３の
保持動作を組み合わせ、圧電素子１６の伸縮変位の１サ
イクルを単位として軸１３を低速駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カメラ、精密機
械など高精度の位置決めが必要とされる装置に適した電
気機械変換素子を使用した駆動装置に関する。
械など高精度の位置決めが必要とされる装置に適した電
気機械変換素子を使用した駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラなどのレンズを合焦位置に移動さ
せる駆動機構として、圧電素子に固定された駆動軸に被
駆動部材を適当な摩擦力で摩擦結合させておき、圧電素
子に異なる速度の伸縮変位を発生させて駆動軸を往復変
位させ、駆動軸に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に
移動させる駆動機構が提案されている（特開平４−６９
０７０号公報参照）。この駆動機構は、従来使用されて
いたモ−タと減速機構からなる駆動機構よりも著しく小
型、軽量で製造コストが低廉であるばかりでなく、精度
の高い位置決め制御が可能であるという特徴がある。
せる駆動機構として、圧電素子に固定された駆動軸に被
駆動部材を適当な摩擦力で摩擦結合させておき、圧電素
子に異なる速度の伸縮変位を発生させて駆動軸を往復変
位させ、駆動軸に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に
移動させる駆動機構が提案されている（特開平４−６９
０７０号公報参照）。この駆動機構は、従来使用されて
いたモ−タと減速機構からなる駆動機構よりも著しく小
型、軽量で製造コストが低廉であるばかりでなく、精度
の高い位置決め制御が可能であるという特徴がある。
【０００３】また、アメリカ特許第４、８７４、９７９
号明細書には、３個の圧電素子を組み合わせ、それぞれ
の圧電素子の伸縮変位を起こすタイミングを適当に制御
することにより、被駆動部材を移動させるものが提案さ
れている。
号明細書には、３個の圧電素子を組み合わせ、それぞれ
の圧電素子の伸縮変位を起こすタイミングを適当に制御
することにより、被駆動部材を移動させるものが提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した駆動装置
の構成において、前者のものは、駆動軸と被駆動部材と
を摩擦結合させてあり、圧電素子により駆動軸を駆動す
ると両者の摩擦結合面に滑りを生じ、この滑りを利用し
て被駆動部材を所定方向に移動させるものであるが、こ
の滑り量は一定でないため、被駆動部材の位置の制御は
オ−プンル−プによる制御ができず、被駆動部材の位置
を検出する手段を設けたフイ−ドバツク制御を行うこと
が必要となる。この場合、位置検出手段の分解能よりも
細かい位置の制御はできないから、精度の高い位置の制
御を行うには、求められる精度に適合した高分解能の位
置検出手段を必要とし、コストの増加を招く結果とな
る。
の構成において、前者のものは、駆動軸と被駆動部材と
を摩擦結合させてあり、圧電素子により駆動軸を駆動す
ると両者の摩擦結合面に滑りを生じ、この滑りを利用し
て被駆動部材を所定方向に移動させるものであるが、こ
の滑り量は一定でないため、被駆動部材の位置の制御は
オ−プンル−プによる制御ができず、被駆動部材の位置
を検出する手段を設けたフイ−ドバツク制御を行うこと
が必要となる。この場合、位置検出手段の分解能よりも
細かい位置の制御はできないから、精度の高い位置の制
御を行うには、求められる精度に適合した高分解能の位
置検出手段を必要とし、コストの増加を招く結果とな
る。
【０００５】また、後者のものは、印加電圧に対する圧
電素子の伸縮変位量が予め知られている場合は、被駆動
部材の位置の制御はオ−プンル−プによる制御が可能で
あるが、駆動速度が著しく遅いという欠点があるほか、
圧電素子を３個使用するために部品点数が増加し、製造
コストの増加を招く結果となる。
電素子の伸縮変位量が予め知られている場合は、被駆動
部材の位置の制御はオ−プンル−プによる制御が可能で
あるが、駆動速度が著しく遅いという欠点があるほか、
圧電素子を３個使用するために部品点数が増加し、製造
コストの増加を招く結果となる。
【０００６】この発明は、上記した従来提案されている
圧電素子を使用した駆動装置の抱える課題を解決し、高
速駆動が可能で、且つ精度の高い位置の制御を行うこと
ができる電気機械変換素子を使用した駆動装置を提供す
ることを目的とする。
圧電素子を使用した駆動装置の抱える課題を解決し、高
速駆動が可能で、且つ精度の高い位置の制御を行うこと
ができる電気機械変換素子を使用した駆動装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項１の発明は、基台と、基台に対し
て移動可能に配置された移動部材と、前記移動部材を第
１の摩擦力で摩擦結合して保持する保持部材と、前記基
台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保持部材
に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮させる
方向に変位する第１の電気機械変換素子と、基台に対し
て移動部材を実質的に固定する第１の状態と、基台に対
して移動部材を実質的に解放する第２の状態とを取るよ
うに変位する第２の電気機械変換素子と、制御手段とを
備え、前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を
前記第２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子
に異なる速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持
部材を異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合
する移動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ド
と、前記第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変
位を発生させて基台に対して保持部材を異なる速度で往
復変位させ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方
向に駆動する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前
記第１の状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合
わせ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆
動する第２の制御モ−ドとを備えていることを特徴とす
る。
決するもので、請求項１の発明は、基台と、基台に対し
て移動可能に配置された移動部材と、前記移動部材を第
１の摩擦力で摩擦結合して保持する保持部材と、前記基
台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保持部材
に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮させる
方向に変位する第１の電気機械変換素子と、基台に対し
て移動部材を実質的に固定する第１の状態と、基台に対
して移動部材を実質的に解放する第２の状態とを取るよ
うに変位する第２の電気機械変換素子と、制御手段とを
備え、前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を
前記第２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子
に異なる速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持
部材を異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合
する移動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ド
と、前記第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変
位を発生させて基台に対して保持部材を異なる速度で往
復変位させ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方
向に駆動する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前
記第１の状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合
わせ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆
動する第２の制御モ−ドとを備えていることを特徴とす
る。
【０００８】また、請求項２の発明は、基台と、基台に
対して移動可能に配置された移動部材と、前記移動部材
を第１の摩擦力で摩擦結合して保持する保持部材と、前
記基台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保持
部材に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮さ
せる方向に変位する第１の電気機械変換素子と、基台に
対して移動部材を実質的に固定する第１の状態と、基台
に対して移動部材を実質的に解放する第２の状態とを取
るように変位する第２の電気機械変換素子と、移動部材
の位置を検出する位置検出手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を前記第
２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子に異な
る速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持部材を
異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合する移
動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ドと、前記
第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を発生
させて基台に対して保持部材を異なる速度で往復変位さ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動
する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前記第１の
状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合わせ、保
持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動する第
２の制御モ−ドとを備え、前記位置検出手段により検出
された移動部材の位置に応じて第１の制御モ−ドと第２
の制御モ−ドとを選択することを特徴とする。
対して移動可能に配置された移動部材と、前記移動部材
を第１の摩擦力で摩擦結合して保持する保持部材と、前
記基台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保持
部材に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮さ
せる方向に変位する第１の電気機械変換素子と、基台に
対して移動部材を実質的に固定する第１の状態と、基台
に対して移動部材を実質的に解放する第２の状態とを取
るように変位する第２の電気機械変換素子と、移動部材
の位置を検出する位置検出手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を前記第
２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子に異な
る速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持部材を
異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合する移
動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ドと、前記
第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を発生
させて基台に対して保持部材を異なる速度で往復変位さ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動
する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前記第１の
状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合わせ、保
持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動する第
２の制御モ−ドとを備え、前記位置検出手段により検出
された移動部材の位置に応じて第１の制御モ−ドと第２
の制御モ−ドとを選択することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】ＣＰＵで構成される制御部３１
に、圧電素子１４を駆動する電流１充放電回路３５、圧
電素子１６を駆動するそれぞれ電流値の異なる電流１充
放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３充放電
回路３８を接続する。検出位置により高速駆動と低速駆
動を併用し、高速駆動では充放電回路３６により圧電素
子１６に速度の異なる伸縮変位を連続的に発生させて軸
１３を高速駆動する。低速駆動の場合は充放電回路３６
〜３８による圧電素子１６の駆動と、充放電回路３５で
圧電素子１４を駆動して行う軸１３の保持動作を組み合
わせ、圧電素子１６の伸縮変位の１サイクルを単位とし
て軸１３を低速駆動する（図５参照）。
に、圧電素子１４を駆動する電流１充放電回路３５、圧
電素子１６を駆動するそれぞれ電流値の異なる電流１充
放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３充放電
回路３８を接続する。検出位置により高速駆動と低速駆
動を併用し、高速駆動では充放電回路３６により圧電素
子１６に速度の異なる伸縮変位を連続的に発生させて軸
１３を高速駆動する。低速駆動の場合は充放電回路３６
〜３８による圧電素子１６の駆動と、充放電回路３５で
圧電素子１４を駆動して行う軸１３の保持動作を組み合
わせ、圧電素子１６の伸縮変位の１サイクルを単位とし
て軸１３を低速駆動する（図５参照）。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１はこの発明の電気機械変換素子を使用した駆動装置
の基本構成を示す斜視図、図２は図１に示した基本構成
の断面図を示す。図１及び図２において、１１は基台、
１２は保持部材、１３は駆動軸を示す。また、１４は厚
み方向に伸縮変位する第１の圧電素子で、基台１１とパ
ツド１５との間に配置され、圧電素子１４の上下の端面
はそれぞれ基台１１、及びパツド１５に接着固定されて
いる。
図１はこの発明の電気機械変換素子を使用した駆動装置
の基本構成を示す斜視図、図２は図１に示した基本構成
の断面図を示す。図１及び図２において、１１は基台、
１２は保持部材、１３は駆動軸を示す。また、１４は厚
み方向に伸縮変位する第１の圧電素子で、基台１１とパ
ツド１５との間に配置され、圧電素子１４の上下の端面
はそれぞれ基台１１、及びパツド１５に接着固定されて
いる。
【００１１】パツド１５は、基台１１と駆動軸１３との
間に配置された部材で、その下面が円弧状の曲面に形成
されて駆動軸１３の表面に面接触している。圧電素子１
４に厚み方向の伸び変位が生じてパツド１５が駆動軸１
３に向けて押し付けられると、パツド１５、即ち基台１
１と駆動軸１３とは所定の摩擦力で摩擦結合するように
構成されている。
間に配置された部材で、その下面が円弧状の曲面に形成
されて駆動軸１３の表面に面接触している。圧電素子１
４に厚み方向の伸び変位が生じてパツド１５が駆動軸１
３に向けて押し付けられると、パツド１５、即ち基台１
１と駆動軸１３とは所定の摩擦力で摩擦結合するように
構成されている。
【００１２】一方、保持部材１２の内部には、ばね１８
で駆動軸１３に向けて付勢された圧接板１７が配置され
ており、保持部材１２と駆動軸１３とはばね１８の付勢
力により押し付けられている圧接板１７を介して摩擦結
合している。その摩擦結合力は、第１の圧電素子１４に
伸び変位が生じてパツド１５が駆動軸１３に押し付けら
れたときの、パツド１５、即ち基台１１と駆動軸１３と
の間の摩擦結合力よりも弱い摩擦結合力となるように設
定されている。
で駆動軸１３に向けて付勢された圧接板１７が配置され
ており、保持部材１２と駆動軸１３とはばね１８の付勢
力により押し付けられている圧接板１７を介して摩擦結
合している。その摩擦結合力は、第１の圧電素子１４に
伸び変位が生じてパツド１５が駆動軸１３に押し付けら
れたときの、パツド１５、即ち基台１１と駆動軸１３と
の間の摩擦結合力よりも弱い摩擦結合力となるように設
定されている。
【００１３】基台１１と保持部材１２との間には、厚み
方向に伸縮変位する第２の圧電素子１６が駆動軸１３に
平行に配置されており、圧電素子１６の左右の端面はそ
れぞれ基台１１、及び保持部材１２に接着固定されてい
る。
方向に伸縮変位する第２の圧電素子１６が駆動軸１３に
平行に配置されており、圧電素子１６の左右の端面はそ
れぞれ基台１１、及び保持部材１２に接着固定されてい
る。
【００１４】次に、この構成の動作原理を図３、及び図
４により説明する。
４により説明する。
【００１５】まず、高速駆動の場合の動作原理を図３に
より説明する。前提として、基台１１は図示しないフレ
−ムに固定されているものとする。
より説明する。前提として、基台１１は図示しないフレ
−ムに固定されているものとする。
【００１６】図３の（ａ）は初期状態を示す。この状態
で第２の圧電素子１６に緩やかな伸び変位を発生させる
と図３の（ｂ）に示す状態となり、基台１１に対して保
持部材１２が緩やかに矢印ａ方向に変位する。このと
き、保持部材１２と駆動軸１３とは、ばね１８の付勢力
により圧接された圧接板１７により摩擦結合しているの
で、駆動軸１３は保持部材１２と共に緩やかに矢印ａ方
向に変位する。
で第２の圧電素子１６に緩やかな伸び変位を発生させる
と図３の（ｂ）に示す状態となり、基台１１に対して保
持部材１２が緩やかに矢印ａ方向に変位する。このと
き、保持部材１２と駆動軸１３とは、ばね１８の付勢力
により圧接された圧接板１７により摩擦結合しているの
で、駆動軸１３は保持部材１２と共に緩やかに矢印ａ方
向に変位する。
【００１７】図３の（ｂ）に示す状態において、第２の
圧電素子１６に急速な縮み変位を発生させると図３の
（ｃ）に示す状態となり、基台１１に対して保持部材１
２が矢印ａと反対方向に急速に変位する。このとき、保
持部材１２に摩擦結合している駆動軸１３は、その慣性
力が摩擦結合力に打ち勝つて実質的にその位置に留ま
り、移動しない。この結果、駆動軸１３は、ほぼ第２の
圧電素子１６の伸び変位に相当する距離ｓだけ、例えば
１．５μｍだけ矢印ａ方向に移動した状態で、初期状態
に戻る。
圧電素子１６に急速な縮み変位を発生させると図３の
（ｃ）に示す状態となり、基台１１に対して保持部材１
２が矢印ａと反対方向に急速に変位する。このとき、保
持部材１２に摩擦結合している駆動軸１３は、その慣性
力が摩擦結合力に打ち勝つて実質的にその位置に留ま
り、移動しない。この結果、駆動軸１３は、ほぼ第２の
圧電素子１６の伸び変位に相当する距離ｓだけ、例えば
１．５μｍだけ矢印ａ方向に移動した状態で、初期状態
に戻る。
【００１８】このように、第２の圧電素子１６に緩やか
な伸び変位と急速な縮み変位とを交互に連続して発生さ
せることにより、駆動軸１３を矢印ａ方向に移動させる
ことができる。なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方
向と、これと反対方向のいずれにおいても保持部材１２
と駆動軸１３との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動
し、全体として矢印ａ方向に移動するものも含まれる。
したがつて、圧電素子１６の伸縮変位の１サイクルにお
ける移動距離ｓは、正確に圧電素子の伸び変位量、例え
ば１．５μｍではなく、摩擦結合面の滑りの程度によつ
てこれより小さくなり、摩擦結合力の大きさや駆動速度
などにより移動距離は変動する。実験の結果では、最高
速度４０ｍｍ／ｓｅｃを得ることができた。
な伸び変位と急速な縮み変位とを交互に連続して発生さ
せることにより、駆動軸１３を矢印ａ方向に移動させる
ことができる。なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方
向と、これと反対方向のいずれにおいても保持部材１２
と駆動軸１３との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動
し、全体として矢印ａ方向に移動するものも含まれる。
したがつて、圧電素子１６の伸縮変位の１サイクルにお
ける移動距離ｓは、正確に圧電素子の伸び変位量、例え
ば１．５μｍではなく、摩擦結合面の滑りの程度によつ
てこれより小さくなり、摩擦結合力の大きさや駆動速度
などにより移動距離は変動する。実験の結果では、最高
速度４０ｍｍ／ｓｅｃを得ることができた。
【００１９】次に、低速駆動の場合の動作原理を図４に
より説明する。前提として、基台１１は図示しないフレ
−ムに固定されているものとする。
より説明する。前提として、基台１１は図示しないフレ
−ムに固定されているものとする。
【００２０】図４の（ａ）は初期状態を示す。この状態
で第２の圧電素子１６に緩やかな伸び変位を発生させる
と図４の（ｂ）に示す状態となり、基台１１に対して保
持部材１２が緩やかに矢印ａ方向に変位する。このと
き、保持部材１２と駆動軸１３とは、ばね１８の付勢力
により圧接された圧接板１７により摩擦結合しているの
で、駆動軸１３は保持部材１２と共に緩やかに矢印ａ方
向に変位する。
で第２の圧電素子１６に緩やかな伸び変位を発生させる
と図４の（ｂ）に示す状態となり、基台１１に対して保
持部材１２が緩やかに矢印ａ方向に変位する。このと
き、保持部材１２と駆動軸１３とは、ばね１８の付勢力
により圧接された圧接板１７により摩擦結合しているの
で、駆動軸１３は保持部材１２と共に緩やかに矢印ａ方
向に変位する。
【００２１】次に、図４の（ｂ）に示す状態において、
第１の圧電素子１４に電圧を印加して変位を発生させ、
パツド１５を駆動軸１３に向けて押し付けて基台１１に
対して駆動軸１３を摩擦結合により固定する。図４の
（ｃ）はこの状態を示す。
第１の圧電素子１４に電圧を印加して変位を発生させ、
パツド１５を駆動軸１３に向けて押し付けて基台１１に
対して駆動軸１３を摩擦結合により固定する。図４の
（ｃ）はこの状態を示す。
【００２２】図４の（ｃ）に示す状態において、第２の
圧電素子１６の印加電圧を除くと、第２の圧電素子１６
は縮み、保持部材１２が矢印ａと反対方向に変位する。
このとき、保持部材１２と駆動軸１３との摩擦結合力
は、第１の圧電素子１４の変位による基台１１と駆動軸
１３との摩擦結合力よりも弱いので、保持部材１２と駆
動軸１３との間に滑りを生じ、駆動軸１３は移動しな
い。図４の（ｄ）はこの状態を示す。
圧電素子１６の印加電圧を除くと、第２の圧電素子１６
は縮み、保持部材１２が矢印ａと反対方向に変位する。
このとき、保持部材１２と駆動軸１３との摩擦結合力
は、第１の圧電素子１４の変位による基台１１と駆動軸
１３との摩擦結合力よりも弱いので、保持部材１２と駆
動軸１３との間に滑りを生じ、駆動軸１３は移動しな
い。図４の（ｄ）はこの状態を示す。
【００２３】図４の（ｄ）に示す状態において、第１の
圧電素子１４の印加電圧を除くと図４の（ｅ）に示す状
態となり、駆動軸１３は第２の圧電素子１６の伸び変位
に相当する距離ｓだけ矢印ａ方向に移動した状態で初期
状態に戻る。
圧電素子１４の印加電圧を除くと図４の（ｅ）に示す状
態となり、駆動軸１３は第２の圧電素子１６の伸び変位
に相当する距離ｓだけ矢印ａ方向に移動した状態で初期
状態に戻る。
【００２４】以上の動作を連続して繰り返すことによ
り、駆動軸１３を矢印ａ方向に移動させることができ
る。上記した低速駆動では、駆動軸１３の移動量ｓは第
２の圧電素子１６の変位量により決定される。今、圧電
素子の伸び変位量を１．５μｍとすると、１サイクルで
１．５μｍ移動させることができるから、１５０μｍ移
動させるには以上の動作を連続して１００回繰り返せば
よいことになる。
り、駆動軸１３を矢印ａ方向に移動させることができ
る。上記した低速駆動では、駆動軸１３の移動量ｓは第
２の圧電素子１６の変位量により決定される。今、圧電
素子の伸び変位量を１．５μｍとすると、１サイクルで
１．５μｍ移動させることができるから、１５０μｍ移
動させるには以上の動作を連続して１００回繰り返せば
よいことになる。
【００２５】図５は、図１に示す駆動装置の駆動回路の
ブロツク図である。制御部３１はＣＰＵで構成され、そ
の入力ポ−トにはキ−ボ−ドなどの入力装置３２、駆動
軸１３の現在位置を検出する位置検出回路３３が接続さ
れる。入力装置３２は駆動装置により移動する物体の目
標位置の入力に使用される。
ブロツク図である。制御部３１はＣＰＵで構成され、そ
の入力ポ−トにはキ−ボ−ドなどの入力装置３２、駆動
軸１３の現在位置を検出する位置検出回路３３が接続さ
れる。入力装置３２は駆動装置により移動する物体の目
標位置の入力に使用される。
【００２６】３４は公知のＭＲセンサの磁気抵抗素子
で、予め駆動軸１３に所定間隔でＮＳの磁極を着磁して
着磁ロツドを形成しておき、これを磁気抵抗素子３４で
検出することにより駆動軸１３の現在位置を検出するこ
とができる。所定間隔でＮＳの磁極が着磁された着磁ロ
ツド（駆動軸１３）と磁気抵抗素子でＭＲセンサが構成
される。なお、ＭＲセンサの分解能は、着磁ロツドの磁
極ピツチ（隣接する磁極の間隔）λにより決定される。
位置検出回路３３は、磁気抵抗素子３４から出力された
信号を増幅処理し、デジタル信号に変換して制御部３１
に出力する。
で、予め駆動軸１３に所定間隔でＮＳの磁極を着磁して
着磁ロツドを形成しておき、これを磁気抵抗素子３４で
検出することにより駆動軸１３の現在位置を検出するこ
とができる。所定間隔でＮＳの磁極が着磁された着磁ロ
ツド（駆動軸１３）と磁気抵抗素子でＭＲセンサが構成
される。なお、ＭＲセンサの分解能は、着磁ロツドの磁
極ピツチ（隣接する磁極の間隔）λにより決定される。
位置検出回路３３は、磁気抵抗素子３４から出力された
信号を増幅処理し、デジタル信号に変換して制御部３１
に出力する。
【００２７】制御部３１の出力ポ−トには、圧電素子１
４を駆動する電流１充放電回路３５と、圧電素子１６を
異なる速度で駆動するために、電流値の異なる３つの充
放電回路、即ち電流１充放電回路３６、電流２充放電回
路３７及び電流３充放電回路３８が接続される。
４を駆動する電流１充放電回路３５と、圧電素子１６を
異なる速度で駆動するために、電流値の異なる３つの充
放電回路、即ち電流１充放電回路３６、電流２充放電回
路３７及び電流３充放電回路３８が接続される。
【００２８】図６は、電流１充放電回路３５、電流１充
放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３充放電
回路３８の回路図を示す。これ等の充放電回路は制御部
３１により制御されるもので、また、制御部３１には移
動物体の目標位置を入力する入力装置３２、移動物体の
現在位置を検出するＭＲセンサを含む位置検出回路３３
が接続される。
放電回路３６、電流２充放電回路３７及び電流３充放電
回路３８の回路図を示す。これ等の充放電回路は制御部
３１により制御されるもので、また、制御部３１には移
動物体の目標位置を入力する入力装置３２、移動物体の
現在位置を検出するＭＲセンサを含む位置検出回路３３
が接続される。
【００２９】電流１充放電回路３５は、圧電素子１４を
急速に充放電して高速で駆動する回路である。この回路
は圧電素子を電流ｉ1xで充電する回路３５ａと圧電素子
を電流ｉ1xで放電する回路３５ｂとから構成され、回路
３５ａは制御部３１の出力ポ−トＸ1 に接続されるとと
もに電源Ｖh に接続されたＦＥＴを有し、回路３５ｂは
制御部３１の出力ポ−トＸ2 に接続されるとともに接地
されたＦＥＴを有し、その動作は制御部３１により制御
される。
急速に充放電して高速で駆動する回路である。この回路
は圧電素子を電流ｉ1xで充電する回路３５ａと圧電素子
を電流ｉ1xで放電する回路３５ｂとから構成され、回路
３５ａは制御部３１の出力ポ−トＸ1 に接続されるとと
もに電源Ｖh に接続されたＦＥＴを有し、回路３５ｂは
制御部３１の出力ポ−トＸ2 に接続されるとともに接地
されたＦＥＴを有し、その動作は制御部３１により制御
される。
【００３０】電流１充放電回路３６は充放電回路３５と
同一特性の回路で、圧電素子１６を急速に充放電して高
速で駆動する回路である。電流１充放電回路３６は、圧
電素子１６を電流ｉ1Aで充電する回路３６ａと圧電素子
１６を電流ｉ1Aで放電する回路３６ｂとから構成され、
回路３６ａは制御部３１の出力ポ−トＡ1 に接続される
とともに電源Ｖh に接続されたＦＥＴを有し、回路３６
ｂは制御部３１の出力ポ−トＡ2 に接続されるとともに
接地されたＦＥＴを有し、その動作は制御部３１により
制御される。
同一特性の回路で、圧電素子１６を急速に充放電して高
速で駆動する回路である。電流１充放電回路３６は、圧
電素子１６を電流ｉ1Aで充電する回路３６ａと圧電素子
１６を電流ｉ1Aで放電する回路３６ｂとから構成され、
回路３６ａは制御部３１の出力ポ−トＡ1 に接続される
とともに電源Ｖh に接続されたＦＥＴを有し、回路３６
ｂは制御部３１の出力ポ−トＡ2 に接続されるとともに
接地されたＦＥＴを有し、その動作は制御部３１により
制御される。
【００３１】電流２充放電回路３７は、電流１充放電回
路３６よりも小さい電流値で圧電素子１６を充放電する
回路である。電流２充放電回路３７は、圧電素子１６を
定電流ｉ2Bで充電する回路３７ａと圧電素子１６を定電
流ｉ2Bで放電する回路３７ｂとから構成され、回路３７
ａは制御部３１の出力ポ−トＢ1 に接続されるとともに
電源Ｖh に接続されたトランジスタを有し、回路３７ｂ
は制御部３１の出力ポ−トＢ2 に接続されるとともに接
地されたトランジスタを有し、その動作は制御部３１に
より制御される。
路３６よりも小さい電流値で圧電素子１６を充放電する
回路である。電流２充放電回路３７は、圧電素子１６を
定電流ｉ2Bで充電する回路３７ａと圧電素子１６を定電
流ｉ2Bで放電する回路３７ｂとから構成され、回路３７
ａは制御部３１の出力ポ−トＢ1 に接続されるとともに
電源Ｖh に接続されたトランジスタを有し、回路３７ｂ
は制御部３１の出力ポ−トＢ2 に接続されるとともに接
地されたトランジスタを有し、その動作は制御部３１に
より制御される。
【００３２】電流３充放電回路３８は、電流２充放電回
路３７よりもさらに小さい電流値で圧電素子１６を充放
電する回路である。電流３充放電回路３８は、圧電素子
１６を定電流ｉ3Cで充電する回路３８ａと圧電素子１４
を定電流ｉ3Cで放電する回路３８ｂとから構成され、回
路３８ａは制御部３１の出力ポ−トＣ1 に接続されると
ともに電源Ｖh に接続されたトランジスタを有し、回路
３８ｂは制御部３１の出力ポ−トＣ2 に接続されるとと
もに接地されたトランジスタを有し、その動作は制御部
３１により制御される。
路３７よりもさらに小さい電流値で圧電素子１６を充放
電する回路である。電流３充放電回路３８は、圧電素子
１６を定電流ｉ3Cで充電する回路３８ａと圧電素子１４
を定電流ｉ3Cで放電する回路３８ｂとから構成され、回
路３８ａは制御部３１の出力ポ−トＣ1 に接続されると
ともに電源Ｖh に接続されたトランジスタを有し、回路
３８ｂは制御部３１の出力ポ−トＣ2 に接続されるとと
もに接地されたトランジスタを有し、その動作は制御部
３１により制御される。
【００３３】図７は、この発明の駆動装置を高速で駆動
（矢印ａ方向に駆動）するときの制御部３１の出力ポ−
トから出力される信号と、圧電素子に印加される電圧波
形を説明する図で、ここでは電流１充放電回路３６と電
流２充放電回路３７により圧電素子１６を急速に充放電
して高速で駆動する例を示している。
（矢印ａ方向に駆動）するときの制御部３１の出力ポ−
トから出力される信号と、圧電素子に印加される電圧波
形を説明する図で、ここでは電流１充放電回路３６と電
流２充放電回路３７により圧電素子１６を急速に充放電
して高速で駆動する例を示している。
【００３４】即ち、制御部３１の出力ポ−トＸ1 をＨ
（ハイレベル）、Ｘ2 をＬ（ロ−レベル）に保ち、圧電
素子１４を不作動に保ち、また、出力ポ−トＡ1 をＨ、
Ｂ2 をＬに保ち、回路３６ａと回路３７ｂを遮断状態と
する。この状態（図３の（ａ）参照）で、まず、出力ポ
−トＢ1 をＬとする。回路３７ａのトランジスタが導通
し、圧電素子１６が緩やかに充電され、飽和状態となる
と充電が停止する。圧電素子１６は伸びた状態にある
（図３の（ｂ）参照）。
（ハイレベル）、Ｘ2 をＬ（ロ−レベル）に保ち、圧電
素子１４を不作動に保ち、また、出力ポ−トＡ1 をＨ、
Ｂ2 をＬに保ち、回路３６ａと回路３７ｂを遮断状態と
する。この状態（図３の（ａ）参照）で、まず、出力ポ
−トＢ1 をＬとする。回路３７ａのトランジスタが導通
し、圧電素子１６が緩やかに充電され、飽和状態となる
と充電が停止する。圧電素子１６は伸びた状態にある
（図３の（ｂ）参照）。
【００３５】所定時間経過後出力ポ−トＢ1 をＨとして
回路３７ａを遮断し、出力ポ−トＡ2 をＨとして回路３
６ｂのＦＥＴを導通し、圧電素子１６に充電されていた
電荷を急速に放電させると圧電素子１６は縮み、図３の
（ｃ）に示す状態となる。このとき、電流１充放電回路
３５は作動せず、圧電素子１４は駆動されない。
回路３７ａを遮断し、出力ポ−トＡ2 をＨとして回路３
６ｂのＦＥＴを導通し、圧電素子１６に充電されていた
電荷を急速に放電させると圧電素子１６は縮み、図３の
（ｃ）に示す状態となる。このとき、電流１充放電回路
３５は作動せず、圧電素子１４は駆動されない。
【００３６】駆動装置を矢印ａと反対方向に駆動すると
きは、圧電素子１６を急速に充電し、緩やかに放電させ
ればよい。即ち、回路３６ａにより急速に充電し、回路
３７ｂで緩やかに放電させ、回路３６ｂと回路３７ａを
遮断すればよい。
きは、圧電素子１６を急速に充電し、緩やかに放電させ
ればよい。即ち、回路３６ａにより急速に充電し、回路
３７ｂで緩やかに放電させ、回路３６ｂと回路３７ａを
遮断すればよい。
【００３７】図８は、この発明の駆動装置を低速で駆動
するときの制御部３１の出力ポ−トから出力される信号
と、圧電素子に印加される電圧波形を説明する図で、こ
こでは電流１充放電回路３５、電流１充放電回路３６及
び電流３充放電回路３８により圧電素子４及び１６を制
御して低速駆動する例を示している。
するときの制御部３１の出力ポ−トから出力される信号
と、圧電素子に印加される電圧波形を説明する図で、こ
こでは電流１充放電回路３５、電流１充放電回路３６及
び電流３充放電回路３８により圧電素子４及び１６を制
御して低速駆動する例を示している。
【００３８】即ち、制御部３１の出力ポ−トＸ1 をＨ
（ハイレベル）、Ｘ2 をＬ（ロ−レベル）に保ち、圧電
素子１４を不作動に保つとともに、出力ポ−トＢ1 を
Ｈ、Ｂ2をＬに保ち、回路３７ａ、３７ｂを不作動状態
にする。さらに、出力ポ−トＡ1をＨ、Ｃ2 をＬに保
ち、回路３６ａと回路３８ｂを遮断状態とする。この状
態（図４の（ａ）参照）で、まず、出力ポ−トＣ1 をＬ
とする。回路３８ａのトランジスタが導通し、圧電素子
１６が緩やかに充電され、飽和状態となると充電が停止
するから、出力ポ−トＣ1 をＨとする。圧電素子１６は
伸びた状態にある（図４の（ｂ）参照）。
（ハイレベル）、Ｘ2 をＬ（ロ−レベル）に保ち、圧電
素子１４を不作動に保つとともに、出力ポ−トＢ1 を
Ｈ、Ｂ2をＬに保ち、回路３７ａ、３７ｂを不作動状態
にする。さらに、出力ポ−トＡ1をＨ、Ｃ2 をＬに保
ち、回路３６ａと回路３８ｂを遮断状態とする。この状
態（図４の（ａ）参照）で、まず、出力ポ−トＣ1 をＬ
とする。回路３８ａのトランジスタが導通し、圧電素子
１６が緩やかに充電され、飽和状態となると充電が停止
するから、出力ポ−トＣ1 をＨとする。圧電素子１６は
伸びた状態にある（図４の（ｂ）参照）。
【００３９】この状態で出力ポ−トＸ1 をＬとして回路
３５ａにより圧電素子１４を充電し、駆動軸１３を基台
１１に固定する（図４の（ｃ）参照）。出力ポ−トＡ2
をＨとして回路３６ｂのＦＥＴを導通し、圧電素子１６
に充電されていた電荷を放電させる。圧電素子１６は縮
むが、駆動軸１３は移動しない（図４の（ｄ）参照）。
所定時間経過後出力ポ−トＸ2 をＨとして回路３５ｂの
ＦＥＴを導通して圧電素子１４に充電されていた電荷を
放電させ、初期状態に復帰させる（図４の（ｅ）参
照）。
３５ａにより圧電素子１４を充電し、駆動軸１３を基台
１１に固定する（図４の（ｃ）参照）。出力ポ−トＡ2
をＨとして回路３６ｂのＦＥＴを導通し、圧電素子１６
に充電されていた電荷を放電させる。圧電素子１６は縮
むが、駆動軸１３は移動しない（図４の（ｄ）参照）。
所定時間経過後出力ポ−トＸ2 をＨとして回路３５ｂの
ＦＥＴを導通して圧電素子１４に充電されていた電荷を
放電させ、初期状態に復帰させる（図４の（ｅ）参
照）。
【００４０】図９は、この発明の駆動装置をカメラのレ
ンズ駆動装置に適用した例を説明する制御回路のブロツ
ク図である。５１はレンズ、５２はレンズ保持枠、５３
はこの発明の駆動装置、５４はレンズ保持枠を駆動する
駆動軸、５５は後述する着磁ロツドと協同してレンズ５
１の位置を検出するＭＲセンサ、５６はレンズ保持枠を
支持する案内軸で、所定間隔でＮＳの磁極が着磁されて
ＭＲセンサ５５のための着磁ロツドを兼用している。着
磁ロツドにはＮＳの磁極が所定のピツチ（この実施例で
は３００μｍピツチ）で着磁されている。５７は反射ミ
ラ−、５８はＣＣＤからなる焦点検出素子を示す。
ンズ駆動装置に適用した例を説明する制御回路のブロツ
ク図である。５１はレンズ、５２はレンズ保持枠、５３
はこの発明の駆動装置、５４はレンズ保持枠を駆動する
駆動軸、５５は後述する着磁ロツドと協同してレンズ５
１の位置を検出するＭＲセンサ、５６はレンズ保持枠を
支持する案内軸で、所定間隔でＮＳの磁極が着磁されて
ＭＲセンサ５５のための着磁ロツドを兼用している。着
磁ロツドにはＮＳの磁極が所定のピツチ（この実施例で
は３００μｍピツチ）で着磁されている。５７は反射ミ
ラ−、５８はＣＣＤからなる焦点検出素子を示す。
【００４１】また、６０はＣＰＵからなる制御ユニツ
ト、６１は駆動定数メモリで、低速駆動するときの移動
量に対応した駆動サイクル数が記憶されている。低速駆
動の場合は駆動１サイクル当たりの移動量は圧電素子の
伸び量（この実施例では１．５μｍ）であるが、実際に
は圧電素子の特性のばらつきにより正確に所定の伸び量
（この実施例では１．５μｍ）にならず、例えば誤差が
駆動１サイクル当たり０．１μｍとすれば、１００サイ
クルの駆動では１０μｍの誤差が生ずる。そこで、駆動
定数メモリ６１には、予め使用する圧電素子の特性に基
づいて決定された１００μｍの移動量に対応した駆動サ
イクル数を記憶させておき、低速駆動するときに、移動
量に応じた駆動サイクル数を算出するのに使用する。
ト、６１は駆動定数メモリで、低速駆動するときの移動
量に対応した駆動サイクル数が記憶されている。低速駆
動の場合は駆動１サイクル当たりの移動量は圧電素子の
伸び量（この実施例では１．５μｍ）であるが、実際に
は圧電素子の特性のばらつきにより正確に所定の伸び量
（この実施例では１．５μｍ）にならず、例えば誤差が
駆動１サイクル当たり０．１μｍとすれば、１００サイ
クルの駆動では１０μｍの誤差が生ずる。そこで、駆動
定数メモリ６１には、予め使用する圧電素子の特性に基
づいて決定された１００μｍの移動量に対応した駆動サ
イクル数を記憶させておき、低速駆動するときに、移動
量に応じた駆動サイクル数を算出するのに使用する。
【００４２】６２は焦点検出素子５８からの出力信号に
基づいてレンズの合焦状態を検出する合焦検出回路、６
３はＭＲセンサ５５からの出力信号に基づいてレンズ位
置を検出するレンズ位置検出回路である。
基づいてレンズの合焦状態を検出する合焦検出回路、６
３はＭＲセンサ５５からの出力信号に基づいてレンズ位
置を検出するレンズ位置検出回路である。
【００４３】次に、制御ユニツト６０により実行される
レンズ駆動装置の制御動作を図１０のフロ−チヤ−トに
より説明する。まず、レンズの合焦状態を検出するた
め、焦点検出素子５８の出力を積分し、デフオ−カス量
（ピントのずれ量と前ピンか後ピンかの方向情報を含
む）を演算し（ステツプＰ１、Ｐ２）、演算されたデフ
オ−カス量に基づいてレンズ駆動量を算出する（ステツ
プＰ３）。
レンズ駆動装置の制御動作を図１０のフロ−チヤ−トに
より説明する。まず、レンズの合焦状態を検出するた
め、焦点検出素子５８の出力を積分し、デフオ−カス量
（ピントのずれ量と前ピンか後ピンかの方向情報を含
む）を演算し（ステツプＰ１、Ｐ２）、演算されたデフ
オ−カス量に基づいてレンズ駆動量を算出する（ステツ
プＰ３）。
【００４４】レンズ駆動量が５０μｍ以上か否かを判定
する（ステツプＰ４）。５０μｍ以下であれば、合焦状
態と判断して処理を終了するが、５０μｍ以上であれば
さらに駆動量が３００μｍ以下か否かを判定する（ステ
ツプＰ５）。３００μｍ以上であれば、合焦位置までレ
ンズを駆動するときにＭＲセンサ５５から出力される信
号の変化数を予め算出する（ステツプＰ６）。信号の変
化数は着磁ロツド（案内軸）５６の着磁ピツチ（この実
施例では３００μｍピツチ）で決まるから、駆動量が３
００〜５９９μｍの範囲であれば、この実施例では信号
の変化数は１となり、駆動量が６００〜８９９μｍの範
囲であれば信号の変化数は２となる。
する（ステツプＰ４）。５０μｍ以下であれば、合焦状
態と判断して処理を終了するが、５０μｍ以上であれば
さらに駆動量が３００μｍ以下か否かを判定する（ステ
ツプＰ５）。３００μｍ以上であれば、合焦位置までレ
ンズを駆動するときにＭＲセンサ５５から出力される信
号の変化数を予め算出する（ステツプＰ６）。信号の変
化数は着磁ロツド（案内軸）５６の着磁ピツチ（この実
施例では３００μｍピツチ）で決まるから、駆動量が３
００〜５９９μｍの範囲であれば、この実施例では信号
の変化数は１となり、駆動量が６００〜８９９μｍの範
囲であれば信号の変化数は２となる。
【００４５】高速駆動を開始し（ステツプＰ７）、ＭＲ
センサ５５から駆動量に応じた所定回数の信号変化数が
得られるのを待ち（ステツプＰ８）、所定回数の信号変
化数が得られたときは高速駆動を停止する（ステツプＰ
９）。
センサ５５から駆動量に応じた所定回数の信号変化数が
得られるのを待ち（ステツプＰ８）、所定回数の信号変
化数が得られたときは高速駆動を停止する（ステツプＰ
９）。
【００４６】残りの駆動量を算出する（ステツプＰ１
０）。例えば、当初の駆動量が８００μｍであるとすれ
ば、信号変化数２で高速駆動を停止したので６００μｍ
移動していることになり、残りの駆動量は２００μｍと
なる。
０）。例えば、当初の駆動量が８００μｍであるとすれ
ば、信号変化数２で高速駆動を停止したので６００μｍ
移動していることになり、残りの駆動量は２００μｍと
なる。
【００４７】残りの駆動量から低速駆動の駆動サイクル
数を算出し（ステツプＰ１１）、算出されたサイクル数
だけ圧電素子を低速駆動する（ステツプＰ１２）。低速
駆動の場合は駆動１サイクル当たりの移動量は圧電素子
の伸び量（この実施例では１．５μｍ）で決まるから、
駆動量から駆動サイクル数は容易に算出できる。なお、
圧電素子の特性のばらつきに応じて圧電素子の伸び量を
補正すれば、より正確な駆動ができる。
数を算出し（ステツプＰ１１）、算出されたサイクル数
だけ圧電素子を低速駆動する（ステツプＰ１２）。低速
駆動の場合は駆動１サイクル当たりの移動量は圧電素子
の伸び量（この実施例では１．５μｍ）で決まるから、
駆動量から駆動サイクル数は容易に算出できる。なお、
圧電素子の特性のばらつきに応じて圧電素子の伸び量を
補正すれば、より正確な駆動ができる。
【００４８】ステツプＰ５の判定で、レンズ駆動量が３
００μｍ以下であれば、直ちに低速駆動を行うため、ス
テツプＰ１１に移る。
００μｍ以下であれば、直ちに低速駆動を行うため、ス
テツプＰ１１に移る。
【００４９】なお、高速駆動を停止したとき、駆動装置
５３とレンズ保持枠５２を駆動する駆動軸５４との間に
滑りを生じ、レンズ保持枠５２が所定位置より若干通り
過ぎて停止する場合があるが、このような場合には滑り
量を実測してその平均値、例えば１０μｍを残りの駆動
量から減算するようにしてもよい。もつとも、滑り量の
平均値が検出されるデフオ−カス量の最小単位以下であ
れば無視することができる。
５３とレンズ保持枠５２を駆動する駆動軸５４との間に
滑りを生じ、レンズ保持枠５２が所定位置より若干通り
過ぎて停止する場合があるが、このような場合には滑り
量を実測してその平均値、例えば１０μｍを残りの駆動
量から減算するようにしてもよい。もつとも、滑り量の
平均値が検出されるデフオ−カス量の最小単位以下であ
れば無視することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、この発明
の電気機械変換素子を使用した駆動装置は、基台と移動
部材を保持する保持部材との間に配置された第１の電気
機械変換素子と、基台に対して移動部材を実質的に固定
する第１の状態と、基台に対して移動部材を実質的に解
放する第２の状態とをとるように変位する第２の電気機
械変換素子とを備えている。
の電気機械変換素子を使用した駆動装置は、基台と移動
部材を保持する保持部材との間に配置された第１の電気
機械変換素子と、基台に対して移動部材を実質的に固定
する第１の状態と、基台に対して移動部材を実質的に解
放する第２の状態とをとるように変位する第２の電気機
械変換素子とを備えている。
【００５１】そして、高速駆動する第１の制御モ−ドで
は、第２の電気機械変換素子を第２の状態に維持し、第
１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を発生さ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を駆動し、また、
低速駆動する第２の制御モ−ドでは、第１の電気機械変
換素子による移動部材の駆動動作と、第２の電気機械変
換素子を第１の状態及び第２の状態に維持する動作とを
組み合わせ、保持部材に摩擦結合する移動部材を駆動す
るものである。
は、第２の電気機械変換素子を第２の状態に維持し、第
１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を発生さ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を駆動し、また、
低速駆動する第２の制御モ−ドでは、第１の電気機械変
換素子による移動部材の駆動動作と、第２の電気機械変
換素子を第１の状態及び第２の状態に維持する動作とを
組み合わせ、保持部材に摩擦結合する移動部材を駆動す
るものである。
【００５２】移動対象となる部材の移動距離に応じて、
第１の制御モ−ドと第２の制御モ−ドとを組み合わせて
駆動させることが可能であるので、高速でしかも精度に
高い位置の制御を、容易に且つ低コストで達成すること
ができる。
第１の制御モ−ドと第２の制御モ−ドとを組み合わせて
駆動させることが可能であるので、高速でしかも精度に
高い位置の制御を、容易に且つ低コストで達成すること
ができる。
【図１】この発明の電気機械変換素子を使用した駆動装
置の基本構成を示す斜視図。
置の基本構成を示す斜視図。
【図２】図１に示す駆動装置の基本構成の断面図。
【図３】この発明の駆動装置の高速駆動の場合の動作原
理を説明する図。
理を説明する図。
【図４】この発明の駆動装置の低速駆動の場合の動作原
理を説明する図。
理を説明する図。
【図５】この発明の駆動装置の駆動回路のブロツク図。
【図６】図５に示す駆動回路の電流充放電回路の詳細を
説明する回路図。
説明する回路図。
【図７】高速駆動するとき制御部の出力信号と圧電素子
印加電圧波形を説明する図。
印加電圧波形を説明する図。
【図８】低速駆動するとき制御部の出力信号と圧電素子
印加電圧波形を説明する図。
印加電圧波形を説明する図。
【図９】この発明の駆動装置をカメラのレンズ駆動装置
に適用した例を説明する制御回路のブロツク図。
に適用した例を説明する制御回路のブロツク図。
【図１０】図９に示す制御回路の制御動作を説明するフ
ロ−チヤ−ト。
ロ−チヤ−ト。
１１ 基台 １２ 保持部材 １３ 駆動軸 １４ 第１の圧電素子 １５ パツド １６ 第２の圧電素子 １７ 圧接板 １８ ばね ３１ 制御部（ＣＰＵ） ３２ 入力装置 ３３ 位置検出回路 ３４ ＭＲセンサ ３５ 電流１充放電回路 ３６ 電流１充放電回路 ３７ 電流２充放電回路 ３８ 電流３充放電回路
Claims (2)
- 【請求項１】 基台と、 基台に対して移動可能に配置された移動部材と、 前記移動部材を第１の摩擦力で摩擦結合して保持する保
持部材と、 前記基台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保
持部材に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮
させる方向に変位する第１の電気機械変換素子と、 基台に対して移動部材を実質的に固定する第１の状態
と、基台に対して移動部材を実質的に解放する第２の状
態とを取るように変位する第２の電気機械変換素子と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を前記第
２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子に異な
る速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持部材を
異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合する移
動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ドと、 前記第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を
発生させて基台に対して保持部材を異なる速度で往復変
位させ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に
駆動する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前記第
１の状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合わ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動
する第２の制御モ−ドとを備えていることを特徴とする
電気機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項２】 基台と、 基台に対して移動可能に配置された移動部材と、 前記移動部材を第１の摩擦力で摩擦結合して保持する保
持部材と、 前記基台と保持部材との間に配置されて前記基台及び保
持部材に接合され、前記基台と保持部材との間隔を伸縮
させる方向に変位する第１の電気機械変換素子と、 基台に対して移動部材を実質的に固定する第１の状態
と、基台に対して移動部材を実質的に解放する第２の状
態とを取るように変位する第２の電気機械変換素子と、 移動部材の位置を検出する位置検出手段と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第２の電気機械変換素子を前記第
２の状態に維持し、前記第１の電気機械変換素子に異な
る速度の伸縮変位を発生させて基台に対して保持部材を
異なる速度で往復変位させ、保持部材に摩擦結合する移
動部材を所定方向に駆動する第１の制御モ−ドと、 前記第１の電気機械変換素子に異なる速度の伸縮変位を
発生させて基台に対して保持部材を異なる速度で往復変
位させ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に
駆動する動作と、前記第２の電気機械変換素子を前記第
１の状態及び第２の状態に維持する動作とを組み合わ
せ、保持部材に摩擦結合する移動部材を所定方向に駆動
する第２の制御モ−ドとを備え、 前記位置検出手段により検出された移動部材の位置に応
じて第１の制御モ−ドと第２の制御モ−ドとを選択する
ことを特徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8075444A JPH09247968A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
| US08/812,815 US5907212A (en) | 1996-03-06 | 1997-03-06 | Apparatus provided with electro-mechanical transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8075444A JPH09247968A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247968A true JPH09247968A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13576438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8075444A Pending JPH09247968A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5907212A (ja) |
| JP (1) | JPH09247968A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11154018A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Minolta Co Ltd | フィードバック周期を一定に維持する方法、並びにそのように制御される駆動制御装置および光学装置 |
| JP2010154752A (ja) * | 2010-04-01 | 2010-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010197621A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Nikon Corp | レンズ鏡筒および撮像装置 |
| JP2010260054A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-11-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051909A (en) * | 1996-12-27 | 2000-04-18 | Minolta Co., Ltd. | Drive device using electromechanical transducer |
| JPH10290589A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Minolta Co Ltd | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
| JPH10337056A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Minolta Co Ltd | 駆動装置の制御方法 |
| JPH10337057A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Minolta Co Ltd | 駆動装置 |
| JPH11103583A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Minolta Co Ltd | 電気機械変換素子を使用した駆動装置及びその駆動に適した駆動パルス発生装置 |
| JP3609927B2 (ja) * | 1997-11-06 | 2005-01-12 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 駆動装置 |
| JPH11289780A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Minolta Co Ltd | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
| JPH11341840A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Minolta Co Ltd | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
| CA2376063A1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | Continuum Control Corporation | Electrical power extraction from mechanical disturbances |
| JP3601370B2 (ja) * | 1999-09-13 | 2004-12-15 | ミノルタ株式会社 | インパクト形圧電アクチュエータの駆動装置 |
| DE20080209U1 (de) | 1999-09-28 | 2001-08-09 | Immersion Corp | Steuerung von haptischen Empfindungen für Schnittstellenvorrichtungen mit Vibrotaktiler Rückkopplung |
| JP4277384B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2009-06-10 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 圧電アクチュエータ |
| US6836056B2 (en) * | 2000-02-04 | 2004-12-28 | Viking Technologies, L.C. | Linear motor having piezo actuators |
| US6437226B2 (en) | 2000-03-07 | 2002-08-20 | Viking Technologies, Inc. | Method and system for automatically tuning a stringed instrument |
| US6717332B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-04-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a support structure and actuator |
| US6548938B2 (en) * | 2000-04-18 | 2003-04-15 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator |
| US6376966B1 (en) * | 2000-05-22 | 2002-04-23 | Caterpillar, Inc. | Method and apparatus for controlling a piezoelectric device |
| US6285115B1 (en) | 2000-05-22 | 2001-09-04 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for controlling position and velocity of a piezoelectric device |
| US6879087B2 (en) * | 2002-02-06 | 2005-04-12 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| US6759790B1 (en) | 2001-01-29 | 2004-07-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| JP4714378B2 (ja) * | 2001-07-03 | 2011-06-29 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ、及び超音波モータを備えた電子機器 |
| JP2003284367A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータの制御システム |
| US7369115B2 (en) * | 2002-04-25 | 2008-05-06 | Immersion Corporation | Haptic devices having multiple operational modes including at least one resonant mode |
| WO2004001871A2 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-31 | Viking Technologies, L.C. | Uni-body piezoelectric motor |
| CA2521307C (en) | 2003-04-04 | 2014-07-15 | Viking Technologies, L.C. | Apparratus and process for optimizing work from a smart material actuator product |
| US7646137B2 (en) * | 2004-06-11 | 2010-01-12 | Fujinon Corporation | Actuator and its control method and lens device |
| JP2006075713A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Konica Minolta Opto Inc | 駆動装置 |
| US7394639B2 (en) * | 2005-07-08 | 2008-07-01 | Advanced Energy Industries, Inc. | System and method for driving an industrial control device |
| DE102005052132B4 (de) * | 2005-10-28 | 2008-02-14 | Universität Hamburg | Piezoelektrische Bewegungseinrichtung |
| JP4871027B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2012-02-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料載置用のステージ、ｘｙステージおよび荷電粒子線装置 |
| DE102008034285A1 (de) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Carl Zeiss Smt Ag | Aktuator zur hochpräzisen Positionierung bzw. Manipulation von Komponenten und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie |
| DE102009013849A1 (de) | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur elektromechanischen Positionierung |
| JP2011027567A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Konica Minolta Opto Inc | 振動型駆動装置 |
| KR102709777B1 (ko) | 2016-02-11 | 2024-09-26 | 피직 인스트루멘테 (페이) 게엠베하 운트 코. 카게 | 전기 기계 소자를 액추에이팅하는 방법 및 장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3902084A (en) * | 1974-05-30 | 1975-08-26 | Burleigh Instr | Piezoelectric electromechanical translation apparatus |
| IL87312A (en) * | 1988-08-02 | 1992-02-16 | Zvi Orbach | Electromechanical translation apparatus of the inchworm linear motor type |
| US4874979A (en) * | 1988-10-03 | 1989-10-17 | Burleigh Instruments, Inc. | Electromechanical translation apparatus |
| JP2633066B2 (ja) * | 1990-07-03 | 1997-07-23 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
| JP3171000B2 (ja) * | 1994-04-27 | 2001-05-28 | ミノルタ株式会社 | 駆動装置及びその駆動方法 |
| US5587846A (en) * | 1994-07-15 | 1996-12-24 | Minolta Co., Ltd. | Lens moving apparatus |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP8075444A patent/JPH09247968A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-06 US US08/812,815 patent/US5907212A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11154018A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Minolta Co Ltd | フィードバック周期を一定に維持する方法、並びにそのように制御される駆動制御装置および光学装置 |
| JP2010197621A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Nikon Corp | レンズ鏡筒および撮像装置 |
| JP2010154752A (ja) * | 2010-04-01 | 2010-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010260054A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-11-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5907212A (en) | 1999-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09247968A (ja) | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 | |
| US7085484B2 (en) | Driving device, position controller provided with driving device, and camera provided with position controller | |
| JP3896745B2 (ja) | 駆動装置 | |
| JP5124920B2 (ja) | 駆動装置 | |
| US6249093B1 (en) | Drive mechanism employing electromechanical transducer, photographing lens with the drive mechanism, and its drive circuit | |
| JPH11289780A (ja) | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 | |
| US8198786B2 (en) | Inertial driving actuator | |
| US20050067921A1 (en) | Control apparatus for vibration type actuator and control method thereof | |
| JP2001268951A (ja) | 駆動装置 | |
| JP6746314B2 (ja) | 制御装置、これを備えた装置およびプログラム | |
| JPH09191665A (ja) | 電気−機械変換素子を使用した直線駆動機構 | |
| US9823543B2 (en) | Driver of vibrator, method of driving the same, lens driver, vibration device, and imaging device | |
| KR100981556B1 (ko) | 피에조 액튜에이터용 구동 회로 및 방진 제어 회로 | |
| JPH10290589A (ja) | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 | |
| JP3218851B2 (ja) | 電気−機械変換素子を使用した駆動装置の駆動方法 | |
| JPH11356070A (ja) | 電気機械変換素子を用いた駆動装置およびその駆動回路 | |
| JP3454026B2 (ja) | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 | |
| JP4478407B2 (ja) | 制御装置およびプログラム | |
| JPH11356071A (ja) | 電気機械変換素子を用いた駆動装置およびその駆動回路 | |
| KR101043868B1 (ko) | 피에조 액튜에이터 제어 회로, 방진 제어 회로 및 촬상 장치 | |
| JP2008197220A (ja) | レンズ鏡胴駆動装置 | |
| JPH11265212A (ja) | 駆動装置 | |
| JPH11341840A (ja) | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 | |
| US20060049716A1 (en) | Drive unit | |
| JP4492756B2 (ja) | 圧電アクチュエータ |