JP2008278579A - ピエゾ式駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】迷光が生じることを招くことなく、レンズの移動を高精度に制御可能なレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】ピエゾ素子２１に駆動信号が入力され、所定の軸線に沿ってレンズが移動されるレンズ駆動装置５０であって、所定周波数の駆動信号を出力する制御部と、制御部から出力された駆動信号の入力に基づいて伸縮するピエゾ素子２１と、ピエゾ素子２１からの力を受けて軸線を中心に回転すると共に、少なくともＳ極に着磁された第１部分及びＮ極に着磁された第２部分を有するロータ２４と、ロータ２４の回転に伴って変化する磁束を検出し、ロータ２４の回転量を示す信号を出力する磁気センサー２６と、を備え、制御部は、磁気センサー２６から出力される信号に基づいて設定された周波数の駆動信号を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ピエゾ式の駆動装置に関する。

近年、カメラモジュール等に関する技術の進展に伴って、レンズの焦点距離等を変更可能とする小型な駆動装置の高性能化が強く望まれている。

高精度な駆動制御を実現することができる小型な駆動装置としては、ピエゾ素子（圧電素子）を利用した駆動装置（ピエゾ型駆動装置）が広く知られている（特許文献２乃至４参照）。

ところで、ピエゾ型駆動装置では、動作時の環境変化（発熱に伴う温度変化等）によって、ピエゾ素子の伸縮に伴って回転する回転体の回転を好適に制御することが困難となる場合がある。このような場合、移動対象物の移動量を意図した値に設定すること、又は移動対象物の移動速度を意図した値に設定することは困難となる。

特許文献１には、外周面にパタンが形成されたロータに光学センサーを対向配置し、パタンの通過に応じて光学センサーから出力される検出信号に基づいてロータの回転を制御する技術が開示されている。
特開２００３−３３０５２号公報 特開２００２−３０３７７５号公報 特開２００３−３３０５４号公報 特許３２４７６０７号公報

しかしながら、特許文献１のような光学センサーを用いる場合、光学センサーから出射される光が駆動装置内で迷光となるおそれがある。光学センサーから出射される光は所定の広がりを有するものであり、同様に、ロータのパタンから反射される光も所定の広がりを有するものであるからである。このように、常時、駆動装置内に迷光が存在することは、本来的に取得されるべき情報（画像等）にノイズが発生してしまうことを招いてしまうおそれがある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、迷光が生じることを招くことなく、対象物の移動を高精度に制御可能なピエゾ式駆動装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるピエゾ式駆動装置は、ピエゾ素子に駆動信号が入力され、所定の軸線に沿って対象物が移動されるピエゾ式駆動装置であって、所定周波数の前記駆動信号を出力する制御部と、前記制御部から出力された前記駆動信号の入力に基づいて伸縮するピエゾ素子と、前記ピエゾ素子からの力を受けて前記軸線を中心に回転すると共に、少なくともＳ極に着磁された第１部分及びＮ極に着磁された第２部分を有する第１回転体と、前記第１回転体の回転に伴って変化する磁束を検出し、前記第１回転体の回転量を示す信号を出力する磁気センサーと、を備え、前記制御部は、前記磁気センサーから出力される前記信号に基づいて設定された周波数の前記駆動信号を出力する。

前記磁気センサーは、前記第１回転体の回転量を示すパルス信号を出力し、前記制御部は、前記磁気センサーから出力される前記パルス信号の単位時間当たりのパルス数のカウント結果を利用して前記駆動信号の周波数を設定する、と良い。

前記制御部は、入力電圧に応じた周波数の前記駆動信号を出力する電圧制御発振器と、前記磁気センサーから出力された前記パルス信号の単位時間あたりのパルス数のカウント結果を利用して前記入力電圧のレベルを設定する信号処理回路と、を備える、と良い。

前記ピエゾ素子、前記第１回転体、前記磁気センサーを内部に収納する容器と、をさらに備え、前記磁気センサーは、前記第１回転体と対向するように前記容器の内面に載置される、と良い。

前記第１回転体は、極性が異なる複数の部分に分割された磁石である、と良い。

前記ピエゾ素子は、前記軸線に沿う複数の分割線を境に分割された複数の分極部分を有する筒状部材であって、前記第１回転体は、前記ピエゾ素子の上端面上又は下端面上に配置される、と良い。

前記容器は、当該容器の内側に突出する突出部を有し、前記磁気センサーは、前記突出部の上面に載置されると共に、前記突出部の上面から前記容器の下面まで延びる配線を介して配線基板に接続される、と良い。

前記容器は、上蓋を有し、前記磁気センサーは、前記上蓋の内面に載置されると共に、前記上蓋の内面から前記上蓋の上面まで延在する配線を介して配線基板に接続される、と良い。

前記ピエゾ素子は、前記軸線に沿う複数の分割線を境に分割された複数の分極部分を有する筒状部材であって、前記容器は、当該容器の内側に前記ピエゾ素子を付勢する複数の弾性部材それぞれを収納する複数の貫通孔を有する、と良い。

前記対象物を保持する保持体を内側に有すると共に、前記保持体に回転可能に取り付けられた第２回転体と、をさらに備え、前記第１回転体は、前記第２回転体に固着又は圧接される、と良い。

迷光が生じることを招くことなく、対象物の移動を高精度に制御可能なピエゾ式駆動装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態について、図１乃至７を参照しつ説明する。図１は、レンズ駆動装置の概略的な斜視図である。図２は、レンズ駆動装置の断面構成を示す概略的な模式図である。図３は、レンズ駆動装置の構成を説明するための概略的な分解斜視図である。図４は、ピエゾ素子の制御方法を説明するための説明図である。図５は、磁気センサーの動作を説明するための説明図である。図６は、レンズ駆動装置５０のシステム構成を説明するためのブロック図である。図７は、レンズ駆動装置５０の動作を説明するためのフローチャートである。

図１に示すように、レンズ駆動装置５０は、レンズ１２をｙ軸に沿って上又は下に移動可能に保持する部品(ピエゾ式駆動装置)であり、ケース（容器の本体部分）４、上蓋(容器の蓋部分)５、ネジ８、９、押板６を有する。上蓋５は、ケース４に４つのネジ９で固定される。押板６は、ケース４の４隅部分ごとにネジ８で取り付けられる。

図２に、図１のＸ２−Ｘ２のレンズ駆動装置５０の概略的な断面構成を示す模式図を示す。

図２に示すように、レンズ駆動装置５０は、配線基板１、撮像装置２、フィルタ３、ケース４、上蓋５、押板６、バネ７、ネジ８、９を有する。また、レンズ駆動装置５０は、押蓋１０、レンズ保持体１１、レンズ１２をケース４内に有する。また、レンズ駆動装置５０は、ロータ（回転体）２０、ピエゾ素子（ステータ）２１、ワッシャ２２、板バネ（弾性部材）２３、ロータ（回転体）２４、ロータ（回転体）２５をケース４内に有する。また、レンズ駆動装置５０は、磁気センサー２６を有する。

レンズ駆動装置５０は、撮像装置２上に配置されたレンズ部材１６を軸線ＡＸに沿って上下に移動させる。これにより、レンズ１２の焦点距離が変更され、撮像装置２で取得される像の大きさが変更される。なお、レンズ１２で集光された光は、フィルタ３を介して、撮像装置２に入力される。

配線基板１は、表面又は内部に配線が施された板状の配線基板である。配線基板１は、可撓性を有する配線基板（フレキサブル基板）であっても良い。配線基板１は、電圧制御発振器（不図示）、信号処理回路（不図示）も実装される。電圧制御発振器から出力されたパルス信号（駆動信号）は、押板６、バネ７を介してピエゾ素子２１の外側面に形成された電極に接続され、ピエゾ素子２１の分極部分（図４を用いて説明する）に入力される。

撮像装置２は、CCD（Charge Coupled Device）、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、TFT(Thin Film Transistor)等の一般的な撮像装置である。撮像装置２は、配線基板１上に実装される。

フィルタ３は、板状のフィルタ部材であり、撮像装置２の感度波長範囲以外の波長の光（赤外領域の光）を遮断する。フィルタ３は、撮像装置２上に配置される。

ケース４は、軸線ＡＸに沿う貫通孔を有する筒状部材であって、配線基板１に実装される。ケース４は、例えば、樹脂が金型で成型されることで製造される。ケース４は、上端面にネジ９が螺入される穴部１３を有する。ケース４は、バネ７を収納する貫通孔１４を胴部分に有する。また、ケース４は、押板６をケース４に固定する用のネジ８が螺入される貫通孔１５を胴部分に有する。また、ケース４は、ケース４の内面からケース４の中心に向かって延在する突出部４ａを有する。突出部４ａの下面にはフィルタ３が搭載され、突出部４ａの上面には磁気センサー２６が載置される。

上蓋５は、中心に開口を有する板状部材であって、ケース４にネジ９で固定される。上蓋５は、平板部５ａ、筒部５ｂ、を有する。平板部５ａは、ｘ軸に沿って延在する平坦な部分である。筒部５ｂは、平板部５ａの内端からｙ軸に沿って下方向に延在する部分である。上蓋５の平板部５ａは、ケース４の穴部１３に対応して、ネジ９の挿入用の開口(穴)を有する。上蓋５は、ポリイミド等の樹脂からなる。

押板６は、平板状の金属部材であり、導電性を有する。押板６は、ケース４の胴部分にネジ８によって固定され、ケース４の貫通孔１４に保持されたバネ７に当接される。これによって、ピエゾ素子２１は、バネ７によってケース４の内側に付勢される。

なお、押板６は、上述の電圧制御発振器からピエゾ素子２１の分極部分（図４で説明する）に入力されるパルス信号の配線も構成する。バネ７も同様である。

上述の説明及び図１の斜視図から明らかなように、ケース４の４角部分の夫々には、ネジ８によって押板６がケース４の外側面に固定される。そして、ピエゾ素子２１は、バネ７によってケース４の内側に４方向から付勢され、ケース４内に保持される。

冒頭で説明したように、レンズ部材１６は、押蓋１０、レンズ保持体１１、レンズ１２を有する。また、レンズ部材（対象物）１６は、レンズ駆動装置５０により軸線ＡＸに沿って上又は下に移動可能に保持される。

レンズ１２は、板状の透明基板の両面に凸状部分を有する光学部材である。レンズ１２は、外乱光を集光し、撮像装置２に像を結ぶ。レンズ１２の光軸は、軸線ＡＸと一致する。

レンズ保持体１１は、底面の中心に開口を有する器状の板状部材である。レンズ保持体１１は、ｘ軸に沿って延在する底部１１ａ、ｙ軸に沿って延在する胴部１１ｂを有する。底部１１ａ、胴部１１ｂは、一体に構成される。底部１１ａは、レンズ１２の表面の凸状部分に対応する開口を有する。底部１１ａの開口には、レンズ１２の凸状部分が収納される。レンズ保持体１１の胴部１１ｂの外側面には、螺旋状の溝が施される。なお、レンズ保持体１１は、樹脂材料からなる。

押蓋１０は、レンズ１２の裏面の凸状部分に対応する開口を有する板状の部材であり、レンズ保持体１１の胴部１１ｂの内側に配置される。尚、押蓋１０も、レンズ保持体１１と同様に樹脂材料からなる。

レンズ部材１６は、レンズ１２が押蓋１０によって器状のレンズ保持体１１の内側に固定されることで製造される。換言すると、レンズ１２は、レンズ保持体１１と押蓋１０との間に挟持される。

冒頭で説明したように、レンズ駆動装置５０のケース４内には、ロータ２０、ピエゾ素子２１、ワッシャ２２、板バネ２３、ロータ２４、ロータ２５、が配置される。なお、これらロータ２０〜ロータ２５は、ケース４の突出部４ａの上方に設けられる。

ロータ２０は、中心に開口を有するリング状の平板部材であって、硬質な金属（ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）からなる。ロータ２０は、ロータ２５の上端側の外周面に圧接される。ロータ２０は、ピエゾ素子２１の上端面からの力を受けて軸線ＡＸを中心として回転する。

ピエゾ素子２１は、軸線ＡＸに沿う貫通孔を有する筒状の部材である。ピエゾ素子２１は、圧電性を有するセラミックスからなり、入力されるパルス信号（電圧信号）に応じて伸縮する。ピエゾ素子２１は、軸線ＡＸに沿う分割線によって分割された４つの分極部分を有する。隣り合う分極部分は、互いに異なる極性に分極されている。ピエゾ素子２１の４つの分極部分に対応して、ピエゾ素子２１の外側面には４つの電極（不図示）が設けられている。また、ピエゾ素子の内側面には、ピエゾ素子２１の４つの分極部分に共通のグランド接地された電極が設けられている。なお、ピエゾ素子２１の各分極部分に設けられた電極は、配線基板１上に実装された上述の電圧制御発振器からパルス信号が入力される。電圧制御発振器からのパルス信号は、上述のように、押板６、バネ７を介してピエゾ素子２１の各分極部分に入力される。

ワッシャ２２は、中心に開口を有するリング状の平坦な板状部材であり、硬質な金属（ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）からなる。ワッシャ２２は、ピエゾ素子２１の下端面からの力を受けて軸線ＡＸを中心として回転する。

板バネ２３は、中心に開口を有するリング状の板状部材である。板バネ２３は、それ自体の構造によって上又は下にある部材を付勢する。ここでは、板バネ２３は、板状部材が円を描くように上下に蛇行しながら延在することで構成される。板バネ２３は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる。

ロータ２４は、中心に開口を有するリング状の平坦な板状部材である。本実施形態にかかるロータ２４は、２分割されたリング状の磁石であり、Ｓ極部分２４ａ、Ｎ極部分２４ｂを有する。ロータ２４は、ピエゾ素子２１の下端面からの力を受けて軸線ＡＸを中心として回転する。

なお、図面上からも明らかなように、ロータ２４上には、板バネ２３、ワッシャ２２、ピエゾ素子２１、ロータ２０が、この順で配置される。すなわち、板バネ２３、ワッシャ２２、ピエゾ素子２１、ロータ２０らが圧接状態とされる際、ロータ２４は底面として機能する。ロータ２４は、ロータ２５の下端に設けられたつば部でもある。

ロータ２５は、円筒状の板状部材である。ロータ２５の周りは、ロータ２０、ピエゾ素子２１、ワッシャ２２、板バネ２３、ロータ２４が配置される。ロータ２５の内側面には、螺旋状の溝が施される。ロータ２０はロータ２５に圧接され、ロータ２４はロータ２５に固着される。ロータ２５は、ピエゾ素子２１からの力を受けて軸線ＡＸを中心として回転する。

ロータ２５は、上述のレンズ保持体１１に回転可能に係合される。ここでは、ロータ２５の内側面の溝の凸凹とレンズ保持体１１の外側面の溝の凸凹とが噛み合わされる。

また、レンズ駆動装置５０は、ケース４の突出部４ａの上面に磁気センサー２６を有する。磁気センサー２６は、ロータ２４と対向する位置に配置される。磁気センサー２６とロータ２４との間には、何ら他の部材は配置されない。

磁気センサー２６は、配線基板１と配線２７を介して電気的に接続される。配線２７は、ケース４の突出部４ａの上面からケース４の下端面まで延在する。そして、配線２７は、磁気センサー２６と後述の信号処理回路６０を構成する信号処理回路とを接続する。

磁気センサー２６は、ロータ２４の回転に伴って変化する磁束を検出し、ロータ２４の回転量を示す信号を出力する。なお、Ｓ極部分２４ａとＮ極部分２４ｂとの境界部分に近いほど磁束密度は高くなる。

上述のピエゾ素子２１の４つの電極には、異なる位相のパルス信号が入力される。ピエゾ素子２１の分極部分ごとにパルス信号が入力され、ピエゾ素子２１は公転トルクをロータ２０、ロータ２４、ロータ２５に生ぜしめる。そして、ロータ２５の回転に伴って、レンズ部材１６は軸線ＡＸに沿って上方向又は下方向に移動する。なお、レンズ部材１６は、上蓋５によって機械的に回転不能に保持されている。

本実施形態においては、磁気センサー２６から出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数のカウント結果を利用して設定された周波数のパルス信号がピエゾ素子２１に入力される。ピエゾ素子２１には、所定時間間隔で適正化された周波数のパルス信号が入力され、レンズ部材１６の移動（移動量又は移動速度）は高精度に制御される。

なお、ピエゾ素子２１は、バネ７によって４方向からケース４の内側に付勢され、ケース４の内部に宙吊りの状態で保持される。従って、ロータ２４と突出部４ａの上面との間には所定の空間が設けられる。そして、ケース４の突出部４ａの上面には、上述の磁気センサー２６を載置するためのスペースが確保される。

ここで、図３にレンズ駆動装置５０の概略的な分解斜視図を示す。なお、図３では、押板６、ネジ８、９等は省略されている。

図３に示すように、磁気センサー２６上には、ロータ２４が配置される。また、ロータ２４は、ロータ２５の下端部分に固着される。ロータ２４上には、板バネ２３が配置される。また、板バネ２３上には、ワッシャ２２が配置される。また、ワッシャ２２上には、ピエゾ素子２１が配置される。ピエゾ素子２１上には、ロータ２０が配置される。板バネ２３、ワッシャ２２、ピエゾ素子２１がロータ２４上に配置された状態で、ロータ２０はロータ２５に嵌められる。板バネ２３の付勢作用によって、ロータ２０とワッシャ２２とはピエゾ素子２１に摺動可能に当接される。ピエゾ素子２１から受ける振動に応じて、ロータ２０、ロータ２４、ロータ２５は軸線ＡＸを回転中心として右回転又は左回転する。

レンズ部材１６上には、上蓋５が配置される。レンズ部材１６は、その上縁部分に、複数の窪部３１を有する。上蓋５は、その筒部５ｂの下端部分に、複数の突部３０を有する。レンズ部材１６の窪部３１と上蓋５の突部３０とは互いに嵌合される。そして、レンズ部材１６は、上蓋５に対して回転不能となる。これによって、ロータ２５の回転に伴って、レンズ部材１６は軸線ＡＸに沿って上又は下に移動する。

ここで、図４を参照して、ピエゾ素子２１の制御方法について説明する。

図４（ａ）に示すように、ピエゾ素子２１は、複数の分極部分２１ａ〜２１ｄに分割されている。分極部分２１ａには、端子ａからパルス信号Ｓ＿ａが入力される。分極部分２１ｂには、端子ｂからパルス信号Ｓ＿ｂが入力される。分極部分２１ｃには、端子ｃからパルス信号Ｓ＿ｃが入力される。同様に、分極部分２１ｄには、端子ｄからパルス信号Ｓ＿ｄが入力される。

図４（ａ）に示すように、パルス信号Ｓ＿ｂは、パルス信号Ｓ＿ａよりも遅延して立ち上がる。パルス信号Ｓ＿ｃは、パルス信号Ｓ＿ｂよりも遅延して立ち上がる。パルス信号Ｓ＿ｄは、パルス信号Ｓ＿ｃよりも遅延して立ち上がる。なお、パルス信号Ｓ＿ａとパルス信号Ｓ＿ｃとは逆相の関係にある。また、パルス信号Ｓ＿ｂとパルス信号Ｓ＿ｄとは逆相の関係にある。

図４（ａ）から明らかなように、ピエゾ素子２１の駆動状態は、時刻ｔ１−ｔ２間の第１モード、時刻ｔ２−ｔ３間の第２モード、時刻ｔ３−ｔ４間の第３モード、時刻ｔ４−ｔ５間の第４モードの計４つのモードが設定される。

各第１〜第４のモードでは、互いに隣り合う逆極性の極性部分にハイレベルのパルス電圧が入力される。ハイレベルのパルス電圧が入力されることで各極性部分は、図４（ｂ）に模式的に示すように内側又は外側に伸縮する。同様に、各極性部分は、図４（ｃ）に模式的に示すように上に又は下に伸縮する。このようにピエゾ素子２１にパルス信号が繰り返し入力されることによって、ピエゾ素子２１は、ロータ２０、ロータ２４、ロータ２５に軸線ＡＸを回転中心とした公転トルクを生ぜしめる。

ここで、図５を参照して、磁気センサー２６の動作について説明する。図５（ａ）に模式的に示すように、ロータ２４は、ピエゾ素子２１からの力を受けて、右回転又は左回転をする。これに伴って、磁気センサー２６に入力される磁束密度は変化する。

図５（ｂ）に示すように、磁気センサー２６は、所定の閾値以上の磁束密度が検出されたとき、ハイレベルのパルス信号を出力する。従って、磁気センサー２６から出力されるパルス信号のパルス数をカウントすることによって、ロータ２４の回転量を検出することができる。なお、レンズ部材１６の軸線ＡＸに移動量は、ロータ２４の回転量に応じたものであるから、ロータ２４の回転量の検出は、レンズ部材１６の移動量を検出することでもある。

ここで、図６に、レンズ駆動装置５０のシステム構成を説明するためのブロック図を示す。図６に示すように、レンズ駆動装置５０は、ピエゾ素子２１、磁気センサー２６に加えて、制御部８０を有する。

制御部８０は、磁気センサー２６から出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数に基づいて周波数が決定されたパルス信号（駆動信号）をピエゾ素子２１に出力する。

制御部８０は、信号処理回路６０、電圧制御発振器（ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator））７０、を有する。信号処理回路６０の入力は、磁気センサー２６の出力に接続される。信号処理回路６０の出力は、電圧制御発振器７０の入力に接続される。電圧制御発振器７０の出力は、ピエゾ素子２１の入力に接続される。なお、信号処理回路６０、電圧制御発振器７０は、図１の配線基板１上に実装される。また、信号処理回路６０、電圧制御発振器７０は、モノリシックな半導体回路素子であってもかまわない。

信号処理回路６０は、磁気センサー２６から出力されるパルス信号のパルス数をカウントする。そして、単位時間あたりのパルス数の増減に基づいて、電圧Ｖ１のレベルをシフトさせる。なお、信号処理回路６０は、ＣＰＵ等の演算処理回路を有する。記憶領域（メモリ等）に格納されたプログラムがＣＰＵで実行され、信号処理回路６０の上述の機能は実現される。また、電圧Ｖ１は、信号処理回路６０の出力と電圧制御発振器７０の入力間の節点の電圧に等しい。

電圧制御発振器７０は、電圧Ｖ１(入力電圧)のレベルに応じた周波数のパルス信号Ｓ＿ａ〜Ｓ＿ｄをピエゾ素子２１に出力する。なお、電圧制御発振器７０は、図４（ａ）で説明したように、パルス信号Ｓ＿ａ〜Ｓ＿ｄをピエゾ素子２１の各分極部分に出力する。

本実施形態においては、信号処理回路６０は、磁気センサー２６から出力されたパルス信号（図５（ｂ）参照）の単位時間あたりのパルス数に基づいて電圧制御発振器７０に入力される電圧Ｖ１のレベルを設定する。これにより、単位時間あたりのロータ２４の実際の回転量（レンズ部材１６の実際の移動量）に基づいて、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号Ｓ＿ａ〜Ｓ＿ｄの周波数は設定される。そして、ピエゾ素子２１には、所定時間間隔で適正化された周波数のパルス信号が入力される。結果として、ロータの回転(回転速度又は回転量)は高精度に制御され、レンズ部材１６の移動（移動量又は移動速度）は高精度に制御される。

ここで、図７に、レンズ駆動装置５０の動作を説明するためのフローチャートを示す。

図７に示すように、信号処理回路６０は、磁気センサー２６から出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数をカウントする（Ｓ１）。なお、パルス数のカウントは、ロータ２４の単位時間あたりの回転量に等しい。

次に、信号処理回路６０は、Ｓ１で検出したパルス数が、所定の範囲であるのか判定する（Ｓ２）。

カウントしたパルス数が上閾値として設定された数よりも大きい場合、信号処理回路６０は、電圧制御発振器７０に入力される電圧Ｖ１のレベル（電圧レベルは、正のレベルであるものとする）を上昇させ、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号の周波数を高く設定する（Ｓ３）。これにより、ロータ２４らの単位時間あたりの回転量を減少させ、最終的にレンズ部材１６の移動量が目標値からずれないようにする。

カウントしたパルス数が所定範囲内（上閾値と下閾値との間の範囲内）にある場合、信号処理回路６０は、電圧制御発振器７０に入力される電圧Ｖ１のレベルをそのままとし、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号の周波数をそのままとする（Ｓ４）。

カウントしたパルス数が下閾値として設定された数よりも小さい場合、信号処理回路６０は、電圧制御発振器７０に入力される電圧Ｖ１のレベルを下降させ、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号の周波数を低く設定する（Ｓ５）。これにより、ロータ２４の回転数を増加させ、最終的にレンズ部材１６の移動量が目標値からずれないようにする。なお、Ｓ３〜Ｓ５の後は、開始点に戻る。また、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号の周波数の増減に伴って、ピエゾ素子２１に入力される駆動電流量は調整される。

このようにして、制御部８０は、ロータ２４の回転数を反映した磁気センサー２６から出力されたパルス信号に基づいて、電圧制御発振器７０からピエゾ素子２１に入力されるパルス信号の周波数を制御する。これにより、ロータ２４の回転量又は回転速度を意図した値に設定することができる。結果として、レンズ部材１６の移動量又は移動速度を意図した値に設定することができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態について、図８、図９を参照しつ説明する。図８は、レンズ駆動装置の断面構成を示す概略的な模式図である。図９は、レンズ駆動装置の構成を説明するための概略的な分解斜視図である。

図８、図９に示すように、本実施形態においては、ロータ２０は、２分割されたリング状の磁石であり、Ｓ極部分２０ａ、Ｎ極部分２０ｂを有する。換言すると、ロータ２０にＳ極部分２０ａ、Ｎ極部分２０ｂが設定される。また、磁気センサー２６は、ロータ２０に対向するように上蓋５の平板部５ａの内面に配置される。このような場合であって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、ロータ２４は、着磁された部分を有しない。

なお、磁気センサー２６からの出力信号は、上蓋５を貫通する配線２７を介して配線基板１に実装された信号処理回路６０（不図示）に接続される。また、本実施形態では、ロータ２０が第１回転体に相当する。

本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。複数の磁気センサーを用いてシステムを構成しても良い。制御部は、マイコンを利用すれば簡易に設計することができるものであり、具体的な構成は任意である。ロータ２４のＳ極部分、Ｎ極部分は、樹脂に永久磁石の粉末が封入されたタイプの磁石であっても構わない。ロータ２４に設けられる磁石（Ｎ極の個数、Ｓ極の数）の数は任意である。ロータ２０の場合も同様である。また、Ｓ極に着磁された部分とＮ極に着磁された部分とをロータ２５に設けても良い。本発明は、フォトダイオード等の単素子の受光素子にも適用することができ、撮像装置用のレンズ駆動装置には限定されない。

レンズ駆動装置５０の概略的な斜視図である。 レンズ駆動装置５０の断面構成を示す概略的な模式図である。 レンズ駆動装置５０の構成を説明するための概略的な分解斜視図である。 ピエゾ素子２１の制御方法を説明するための説明図である。 磁気センサー２６の動作を説明するための説明図である。 レンズ駆動装置５０のシステム構成を説明するためのブロック図である。 レンズ駆動装置５０の動作を説明するためのフローチャートである。 レンズ駆動装置５１の断面構成を示す概略的な模式図である。 レンズ駆動装置５１の構成を説明するための概略的な分解斜視図である。

符号の説明

５０ レンズ駆動装置
８０ 制御部
７０ 信号処理回路
６０ 電圧制御発振器
４ ケース
４ａ 突出部
５ 上蓋
６ 押板
１６ レンズ部材
１１ レンズ保持体
１２ レンズ
２０ ロータ
２１ ピエゾ素子
２２ ステータ
２３ 板バネ
２４ ロータ
２５ ロータ
２６ 磁気センサー
２７ 配線

Claims (10)

1. ピエゾ素子に駆動信号が入力され、所定の軸線に沿って対象物が移動されるピエゾ式駆動装置であって、
   所定周波数の前記駆動信号を出力する制御部と、
   前記制御部から出力された前記駆動信号の入力に基づいて伸縮するピエゾ素子と、
   前記ピエゾ素子からの力を受けて前記軸線を中心に回転すると共に、少なくともＳ極に着磁された第１部分及びＮ極に着磁された第２部分を有する第１回転体と、
   前記第１回転体の回転に伴って変化する磁束を検出し、前記第１回転体の回転量を示す信号を出力する磁気センサーと、
   を備え、
   前記制御部は、前記磁気センサーから出力される前記信号に基づいて設定された周波数の前記駆動信号を出力する、ピエゾ式駆動装置。
2. 前記磁気センサーは、前記第１回転体の回転量を示すパルス信号を出力し、
   前記制御部は、前記磁気センサーから出力される前記パルス信号の単位時間当たりのパルス数のカウント結果を利用して前記駆動信号の周波数を設定することを特徴とする請求項１記載のピエゾ式駆動装置。
3. 前記制御部は、
   入力電圧に応じた周波数の前記駆動信号を出力する電圧制御発振器と、
   前記磁気センサーから出力された前記パルス信号の単位時間あたりのパルス数のカウント結果を利用して前記入力電圧のレベルを設定する信号処理回路と、
   を備えることを特徴とする請求項２記載のピエゾ式駆動装置。
4. 前記ピエゾ素子、前記第１回転体、前記磁気センサーを内部に収納する容器と、をさらに備え、
   前記磁気センサーは、前記第１回転体と対向するように前記容器の内面に載置されることを特徴とする請求項１記載のピエゾ式駆動装置。
5. 前記第１回転体は、極性が異なる複数の部分に分割された磁石であることを特徴とする請求項１記載のピエゾ式駆動装置。
6. 前記ピエゾ素子は、前記軸線に沿う複数の分割線を境に分割された複数の分極部分を有する筒状部材であって、
   前記第１回転体は、前記ピエゾ素子の上端面上又は下端面上に配置されることを特徴とする請求項４記載のピエゾ式駆動装置。
7. 前記容器は、当該容器の内側に突出する突出部を有し、
   前記磁気センサーは、前記突出部の上面に載置されると共に、前記突出部の上面から前記容器の下面まで延びる配線を介して配線基板に接続されることを特徴とする請求項４記載のピエゾ式駆動装置。
8. 前記容器は、上蓋を有し、
   前記磁気センサーは、前記上蓋の内面に載置されると共に、前記上蓋の内面から前記上蓋の上面まで延在する配線を介して配線基板に接続されることを特徴とする請求項４記載のピエゾ式駆動装置。
9. 前記ピエゾ素子は、前記軸線に沿う複数の分割線を境に分割された複数の分極部分を有する筒状部材であって、
   前記容器は、当該容器の内側に前記ピエゾ素子を付勢する複数の弾性部材それぞれを収納する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項４乃至８記載のピエゾ式駆動装置。
10. 前記対象物を保持する保持体を内側に有すると共に、前記保持体に回転可能に取り付けられた第２回転体と、をさらに備え、
    前記第１回転体は、前記第２回転体に固着又は圧接されることを特徴とする請求項１乃至９記載のピエゾ式駆動装置。

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