JP2009022067A - 慣性駆動アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】組み立てが簡単かつ位置検出精度が高い慣性駆動アクチエータを提供すること。
【解決手段】固定部材1と、振動基板3と、圧電素子2(移動手段)と、慣性により振動基板3に対して移動する第1、第2の移動体4a、4bと、第1、第2の移動体4a、4bのそれぞれの面に設けられた第1の電極41a、41bと、振動基板3の面に設けられた第2の電極31、32、33と、第1の電極41a、41bと第2の電極31、32、33との間に介在する絶縁膜10と、駆動手段6と、第1の電極41a、41bと第2の電極31、32、33の対向部分の静電容量に基づいて振動基板3に対する移動体4a、4bの位置を検出する位置検出手段7と、を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、慣性駆動アクチュエータに関する。
電気機械変換素子の一種である圧電素子に緩やかな立ち上り部とこれに続く急速な立ち下り部とを持つ波形の駆動パルスを印加すると、圧電素子は駆動パルスの緩やかな立ち上り部では緩やかに伸び変位を生じ、急速な立ち下り部では急速な縮み変位を生じる。この特性を利用した慣性駆動アクチエータが知られている。慣性駆動アクチエータでは、上記の波形の駆動パルスを圧電素子に印加して圧電素子に伸び縮み方向に速度の異なる振動を発生させ、圧電素子に固定された駆動部材を異なる速度で往復移動させることにより、駆動部材に摩擦結合した移動部材を所定の方向に移動させる。
特開2003−185406号公報は、移動部材の位置検出機能を有する慣性駆動アクチュエータを開示している。その慣性駆動アクチュエータを図17に示す。この慣性駆動アクチュエータ100では、アクチエータのフレーム110に圧電素子120の一端が接着等の手段により固定されている。圧電素子120の他端には駆動軸130が接着等の手段により固定されている。駆動軸130には移動部材140が摩擦結合している。検出部材150は、移動部材140の位置を静電容量に基づいて検出するための固定電極を構成するもので、移動部材140の移動方向に平行に、移動部材140に対して非接触の状態を保って延びており、フレーム110に固定されている。駆動軸130と移動部材140と検出部材150は導電性の材料で構成されている。検出部材150は移動部材140に対向する面に、移動部材140の移動方向に一定の間隔で凹凸部が形成されて電極151を構成しており、電極151と移動部材140とは間隔Dを隔てて対向してコンデンサを形成している。
特開2003−185406号公報
上記の慣性駆動アクチュエータ100では、組み立ての際、駆動軸130と検出部材150を許容範囲の間隔及び平行度に保って組み立てる必要がある。静電容量を利用した位置検出において、コンデンサを形成する電極間の間隔の変化(空間的ばらつきや時間的変動)は検出精度を低下させる可能性があるためである。
しかしながら、上記の慣性駆動アクチュエータ100では、駆動軸130と検出部材150が別体として配置されるため、各々の軸を考慮しつつ上記間隔及び平行度を精度よく配置することは難しく、このような要求は組み立て時の作業効率を低下させる要因となっていた。
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、組み立てが簡単かつ位置検出精度が高い慣性駆動アクチエータを提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の慣性駆動アクチュエータは、固定部材と、固定部材上に配置された振動基板と、固定部材に対して振動基板を往復移動させる移動手段と、振動基板上に配置され、振動基板の往復移動に対して慣性により振動基板に対して移動する第1、第2の移動体と、振動基板と対向する第1、第2の移動体のそれぞれの面に設けられた第1の電極と、第1の移動体及び第2の移動体と対向する振動基板の面に設けられた第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に介在する絶縁膜と、移動手段を往復運動させるための電圧を印加するとともに、第1の電極と第2の電極との間に静電気力を作用させることにより振動基板と第1の移動体及び第2の移動体との間に生じる摩擦力を制御するための電圧を印加する駆動手段と、第1の電極と第2の電極の対向部分の静電容量に基づいて振動基板に対する移動体の位置を検出する位置検出手段と、を備えていることを特徴とする。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、駆動手段は位置検出手段が第1の移動体及び第2の移動体の位置を検出している間、第1の電極と第2の電極との間への印加電圧および移動手段への印加電圧は停止し、位置検出手段から第1の電極へ位置検出のための電圧を印加していることが好ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、駆動手段は位置検出手段が第1の移動体及び第2の移動体の位置を検出している間、第2の電極への電圧印加および移動手段への印加電圧を停止するとともに、第1の電極に位置検出のための電圧を印加しているとよい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、第1の移動体及び第2の移動体が導電体からなり、移動体そのものが第1の電極として機能することが望ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、第2の電極は2つの領域に分割されているとともに第1の移動体及び第2の移動体がそれぞれ2つに分割された電極に跨るように配置されていることが好ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、第2の電極は3つの領域に分割されており、第1の移動体及び第2の移動体が3つの領域のうちの1つの領域を共有して残り2つの領域に跨るように配置されるとよい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、残りの2つの領域は互いに電気的に接続されていることが望ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、位置検出手段は第1の駆動電極とこれに対向する2つの領域との間に生じる静電容量を比較することにより、移動体の位置を検出することが好ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、2つの電極は移動体の移動に伴う第1の駆動電極との対向面積の増加および減少が移動方向に生じるように配置されているとよい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、2つの電極は移動体の移動に伴う第1の電極との対向面積の増加および減少が移動方向と垂直な方向に生じるように配置されていることが好ましい。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、第1の電極および第2の電極から位置検出手段および駆動手段への配線は同一であり、第1の移動体及び第2の移動体を移動させる際には駆動手段へ配線され、第1、第2の移動体の位置を検出する際には位置検出手段に配線されるように切り替えることができる。
本発明の慣性駆動アクチュエータにおいて、固定部材には第1の移動体及び第2の移動体の移動方向が振動基板の往復方向になるように規制する絶縁体のガイドが設けられていることが好ましい。
本発明にかかる慣性駆動アクチュエータは、組み立てが簡単かつ位置検出精度が高い慣性駆動アクチエータを提供することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1、図2に本発明の第1の実施形態の構成を示す。ここで、図1は、第1の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図、図2は、第1の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。圧電素子2の一端が固定部材1に固定され、他端は振動基板3の一端に固定されている。振動基板3上には圧電素子2の振動方向に移動可能な移動体4a、4bが移動方向に並ぶように配置されている。移動体4a、4bの下面には第1の電極41a、41bが形成されており、これらに対向する振動基板3の平面上に第2の電極31、32、33が形成されている。第1、第2の電極は振動基板3の第2の電極上に形成された絶縁膜10を介して互いに対向して接触している。
第1の電極41aは移動体4aの移動範囲において常に第2の電極31、33と対向する部分を有している。第1の電極41aと第2の電極31、33との間に駆動手段6によって電位差を与えると、その電極間に静電気力が作用するようになっている。振動基板3の移動体4aが配置されている反対側には永久磁石5が振動基板3の振動方向に沿って延在して配置されている。移動体4aには磁性を有する材料を用いており、永久磁石5と移動体4aの間には磁気吸着力が働くようになっていため、第1の電極41aと第2の電極31、33の間の印加電圧を止めた場合にも永久磁石5によって移動体4aはその位置に保持されるようになっている。移動体4bについても同様で、第1の電極41bは移動体4bの移動範囲において常に第2の電極32、33と対向する部分を有している。
図3、図4に本アクチュエータの駆動波形を示す。図3及び図4は、縦軸に信号電圧、横軸に時間をとった、圧電素子、第1の電極、及び、第2の電極の駆動電圧パターンを示すタイミングチャートである。図3は、移動体4aを左に移動させ、移動体4bを右に移動させる波形を示している。また、図4は、移動体4aを左に移動させ、移動体4bは移動させない波形を示している。以下、図3を用いて駆動原理を説明する。なお、図4についても同様に考えることができる。圧電素子2への印加波形が急峻に立ち上がっている部分では、圧電素子2が急激に左へ変位するのに伴い振動基板3も急激に左へ移動する。このとき同時に第1の電極41aへの印加電圧と第2の電極31、33への印加電圧には電位差が生じているため静電吸着力が振動基板3と移動体4aの間に作用し摩擦力が増大する。一方、第1の電極41bへの印加電圧と第2の電極32、33への印加電圧は同電圧であるため、電極間に静電吸着力が発生しない。従って、振動基板3の変位とともに移動体4aは左へ移動するが、移動体4bはその慣性により振動基板3との間の摩擦力に打ちかってその位置にとどまろうとする。
次に、逆に圧電素子2への印加波形が急激に立ち下がっている部分では、圧電素子2が急激に縮むとともに振動基板3は急激に右へと移動する。このとき第1の電極41aへの印加電圧と第2の電極31、33への印加電圧は同電圧であるため、電極間に静電吸着力が発生しない。一方、第1の電極41bへの印加電圧と第2の電極32、33への印加電圧には電位差が生じているため静電吸着力が振動基板3と移動体4bの間に作用し摩擦力が増大する。従って、移動体4aの慣性により振動基板3との間の摩擦力に打ちかってその位置にとどまろうとし、移動体4bは振動基板3の移動とともに右へ移動する。
これを繰り返すことにより移動体4aは振動基板3に対して左へ移動し、移動体4bは振動基板3に対して右へ移動することになる。移動体4aを右に移動させる場合には圧電素子2を急激に縮める際に電極間への電位差を与えればよい。同様に移動体4bを左へ移動させたい場合には圧電素子2を急激に伸ばす際に電極間への電位差を与えればよい。以上が本アクチュエータの基本的な駆動原理である。
このように圧電振動に同期させて静電吸着力によって摩擦を与えているため摩擦が増加したときのみ移動体は移動するため駆動効率が上がるとともに、圧電素子2の変位速度を往復で変化させることなく慣性駆動させることが可能である。したがって、圧電素子2を動作させる際に複雑な波形を生成することはない。
また、複数の移動体4a、4bに対して、それぞれに吸着電圧印加することで移動方向などを指定しているため、1つの圧電素子2、振動基板3上に複数の移動体4a、4bを載せるだけでそれぞれの移動体を個別に移動させることが可能となる。したがって、移動体を増やすことによるアクチュエータのサイズの増大を抑えることができる。
次に、移動体4a、4bの検出方式について説明する。移動体4aの位置検出もアクチュエータの駆動と同様に第1の電極41aと第2の電極31、33を用いて行う。第1の電極41aと第2の電極31、33とのそれぞれが対向する部分はそれぞれコンデンサとしてみることができる。第1の電極41aと第2の電極31との対向する部分の面積に相当する静電容量と、第1の電極41aと第2の電極33との対向する部分の面積に相当する静電容量と、を比較または差を検出することによって、移動体4aの振動基板3に対する相対的な位置を検出することができる。
例えば、移動体4aを右に移動させると第1の電極41aと第2の電極31との対向面積が大きくなるため、第2の電極31と第1の電極41aとの間の静電容量は大きくなる。一方、第1の電極41aと第2の電極33との対向面積は次第に小さくなるため、第2の電極33と第1の電極41aとの間の静電容量も小さくなる。これら静電容量の差分を取れば、静電容量の大小関係から移動体4aの位置を高精度に把握することが可能である。
上記のような構成にすれば、第1の電極41a、41bおよび第2の電極31、32、33は、移動体4a、4bを移動させるときに互いに静電吸着力を発生させる電極として使用できる。さらに、位置検出のときにはその対向する面積の関係から移動体4aおよび移動体4bの位置を検出が可能であり、振動基板3の平面の面積を有効に使えるため小型化に適している。
第2の電極31、32、33は同一平面(振動基板3)上に形成されているため、移動体4a、4bが移動するためのアクチュエータとしての移動軸と移動体4a、4bの位置を検出するための検出軸が一致している。したがって、移動軸と検出軸とのずれがなくなるため、組み立てによる位置検出精度劣化が防止できる。すなわち、簡単に組み立てを行える構成でありながら、高い位置検出精度を実現することができる。
また、振動基板3上の第2の電極31、32、33、及び、絶縁膜10を半導体プロセスで製作することにより、検出するギャップも数μm、あるいはサブμm以下と非常に狭く、かつ、一定のギャップを確保することが可能であるために、検出するためのギャップが数μm、サブμmで一定に保たれ、検出する場所によるセンサ感度は変わらず安定した位置検出が可能になる。
次に、図5のタイミングチャートを用いて、本実施形態の駆動検出手順を説明する。図5は、縦軸に信号電圧、横軸に時間をとった、圧電素子、第1の電極、及び、第2の電極の駆動電圧パターン、並びに、第1の電極、第2の電極、差動アンプ、及び、位置検出手段からの出力パターンを示すタイミングチャートである。圧電素子2、第1の電極41a、41b、および、第2の電極31、32、33には、移動体4a、4bを移動させるための電圧波形がそれぞれ印加されている。図5の場合では、移動体4aを右へ、移動体4bを左へそれぞれ移動するための駆動電圧波形が時系列的に印加されている。この間の移動量(1波形あたりの移動量)としては典型的にはサブμm〜μmオーダーである。
1駆動波形毎の移動体の移動が完了したら、第1の電極41aおよび第2の電極31、32、33への配線が駆動手段6から位置検出手段7に切替えられ、まず、第1の電極41aへ位置検出のための正弦波が印加される。このとき、第1の電極41aと第2の電極31、33との間の静電容量と位置検出手段7に設けた基準コンデンサ(不図示)により、コンデンサブリッジを形成し、位置検出手段7に設けたブリッジの出力を差動アンプ(不図示)へ入力することにより、移動体4aの位置に応じた信号が得られる。これを、例えばサンプルホールド等で整流することによって位置情報が電圧情報として得られる。移動体4bの位置を検出する際には、位置検出手段7から第1の電極41bへ同様に位置検出のための正弦波を印加すれば、移動体4aと同様のプロセスで位置を検出することができる。このような形で移動体を移動させるタイミングと位置を検出するタイミングを分けることで共通の電極を用いた位置検出を行っている。
なお、第1の実施形態においては、第2の電極31、32、33のそれぞれに配線を行っているが、第1の電極41a、41bが共通に対向している第2の電極33以外の2つの電極31、32は位置検出の際も電気的に接続されていてもかまわない。すなわち、構成上、第1の電極41aは第2の電極32に対向することはなく、同様に第1の電極41bも第2の電極31に対向することない。このため、電気的に接続しても互いの電極の影響を受けることはなく、これにより配線を減らすことができ構成が簡単になる。
図5での移動体を移動させる際に、第2の電極31、32、33への印加電圧を1回目の駆動と2回目の駆動の場合で反転した信号を印加している。これにあわせて、第1の電極41a、41bへの印加電圧も同様に反転させている。しかしながら、圧電素子2が伸びる際に第1の電極41aと第2の電極31、33との間に電位差が生じているのは1回目の駆動と変わらないため、移動体4aは引き続き左へ移動することになる。このようにしているのは、移動する際の印加電圧波形を常に同じ極性にした場合、振動基板3に設置されている絶縁膜10がチャージアップしてしまうため、駆動時に必要な静電吸着力が得られなくなってしまうからである。
図6は、第2の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。図7は、第2の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。上述の第1の実施形態においては、移動体4a、4bの位置を検出する際、位置検出手段7から第1の電極41a、41bへ正弦波を印加していたが、第2の実施形態では、位置検出手段47にこのような波形発生機能を持たせず、駆動手段46から正弦波を発生させる構成になっている。位置検出手段47に波形発生機能を持たせない分、その構成はより簡単になる。
図8は、第3の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。図9は、第3の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。第3の実施形態においては、移動体54a、54bを導電体とし、第1の実施形態における第1の電極41a、41bの働きを持たせている。移動体54a、54bには、駆動手段56が接続され、第2の電極31、32、33には、駆動手段56及び位置検出手段57がそれぞれ接続されている。このようにすれば、移動体に新たに電極を形成する必要がなく、構成も簡単にすることができ小型化も容易になる。
図10は、第4の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。図11は、第4の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。第1から第3の実施形態では、移動体がその移動方向において、並んで配置されるとともに、第2の電極31、32、33も移動体の移動方向において3つに分割されていた。これに対して、第4の実施形態では、第2の電極69a、69bを、その移動方向に対して2つに分割しているとともに、移動体64a、64bをその移動方向に対して直角な方向に2つ並べて配置している。移動体64a、64bの下面には、第1の電極68a、68bが形成されており、この第1の電極68a、68bには、それぞれ駆動手段66が接続されている。また、第2の電極69a、69bには、駆動手段66及び位置検出手段67がそれぞれ接続されている。このような構成によれば、駆動方法、検出方法は変わらず、第2の電極への配線を減らすことが可能であるため、構成がより簡単となる。
図12は、第5の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。図13は、第5の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。第5の実施形態も、第4の実施形態と同様に第2の電極を2つに分割した例であるが、第5の実施形態では、移動体74a、74bを移動方向に沿って配置するとともに、移動体74a、74bの移動方向に対して斜めに分割した第2の電極79a、79bを設けている。第2の電極79a、79bのうち一方は移動方向右側に行くほど細くなる形状になり、他方は移動方向左側に行くほど細くなっている形状になっている。また、第3の実施形態と同様に、移動体74a、74bを導電体として第1の電極の働きを持たせている。よって、第2の電極79a、79bと移動体74a、74bとの対向面積の差が移動方向と直角な方向に生じるようになっている。また、移動体74a、74bには駆動手段76が接続され、第2の電極79a、79bには、駆動手段76及び位置検出手段77がそれぞれ接続されている。このような構成とすることによって、配線の数を減らすことが可能である。
図14は、第6の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。第1の実施形態では、駆動手段6及び位置検出手段7へそれぞれ配線していたが、図14に示すように、第6の実施形態では、スイッチ80により、駆動手段86からの配線と位置検出手段87からの配線を切り替えてもよい。このような構成とすることによって、配線の数を減らすことが可能となる。
図15は、第7の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す斜視図である。図16は、図15のA−A線における断面図である。静電容量はこれまで述べてきたように、第1の電極と第2の電極との対向する面積が移動体の位置によって変化するため、移動体の位置と静電容量を対応付けことが可能である。しかしながら、移動体が振動基板上を振動基板からはみ出して移動することが生じてしまうと、第1の電極と第2の電極との対向面積が位置に対応させることができない。そのため、第7の実施形態では、図15に示すように、固定部材1に、移動体4a、4bを振動基板3の長さ方向に移動させるようにガイド90を設けている。ガイド90を設けることによって、移動体4a、4bが備える第1の電極と、振動基板3上に配置された第2の電極との対向面積が、移動体4a、4bの位置に対応して正確かつ確実に変化するため、位置検出精度が向上する。さらに、移動体4a、4bを導電体として第1の電極の機能を持たせた場合は、ガイド90が導電体であると、移動体4a、4b同士で短絡してしまうため、ガイド90は絶縁体で構成する。
以上のように、本発明にかかる慣性駆動アクチュエータは、小型の移動体を微小変位させることに有用であり、特に、内視鏡や携帯電話用カメラの光学系の駆動に適している。
第1の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 第1の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 縦軸に信号電圧、横軸に時間をとった、圧電素子、第1の電極、及び、第2の電極の駆動電圧パターンを示すタイミングチャートである。 縦軸に信号電圧、横軸に時間をとった、圧電素子、第1の電極、及び、第2の電極の駆動電圧パターンを示すタイミングチャートである。。 縦軸に信号電圧、横軸に時間をとった、圧電素子、第1の電極、及び、第2の電極の駆動電圧パターン、並びに、第1の電極、第2の電極、差動アンプ、及び、位置検出手段からの出力パターンを示すタイミングチャートである。 第2の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 第2の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 第3の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 第3の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 第4の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 第4の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 第5の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 第5の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 第6の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す平面図である。 図15は、第7の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す斜視図である。 図15のA−A線における断面図である。 従来の慣性駆動アクチュエータの構成を示す概念図である。
符号の説明
1 固定部材
2 圧電素子(移動手段)
3 振動基板
4a 移動体
4b 移動体
5 永久磁石
6 駆動手段
7 位置検出手段
10 絶縁膜
31 第2の電極
32 第2の電極
33 第2の電極
41a 第1の電極
41b 第1の電極
46 駆動手段
47 位置検出手段
54a 移動体
54b 移動体
56 駆動手段
57 位置検出手段
56 駆動手段
57 位置検出手段
64a 移動体
64b 移動体
66 駆動手段
67 位置検出手段
68 第1の電極
69a 第2の電極
69b 第2の電極
74a 移動体
74b 移動体
76 駆動手段
77 位置検出手段
79a 第2の電極
79b 第2の電極
86 駆動手段
87 位置検出手段

Claims (12)

  1. 固定部材と、
    前記固定部材上に配置された振動基板と、
    前記固定部材に対して前記振動基板を往復移動させる移動手段と、
    前記振動基板上に配置され、前記振動基板の往復移動に対して慣性により前記振動基板に対して移動する第1の移動体及び第2の移動体と、
    前記振動基板と対向する前記第1の移動体及び第2の移動体のそれぞれの面に設けられた第1の電極と、
    前記第1の移動体及び第2の移動体と対向する前記振動基板の面に設けられた第2の電極と、
    前記第1の電極と前記第2の電極との間に介在する絶縁膜と、
    前記移動手段を往復運動させるための電圧を印加するとともに、前記第1の電極と前記第2の電極との間に静電気力を作用させることにより前記振動基板と前記第1の移動体及び第2の移動体との間に生じる摩擦力を制御するための電圧を印加する駆動手段と、
    前記第1の電極と前記第2の電極の対向部分の静電容量に基づいて前記振動基板に対する前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    を備えていることを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
  2. 前記駆動手段は前記位置検出手段が前記第1の移動体及び第2の移動体の位置を検出している間、前記第1の電極と前記第2の電極との間への印加電圧および前記移動手段への印加電圧は停止し、前記位置検出手段から前記第1の電極へ位置検出のための電圧を印加していることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  3. 前記駆動手段は前記位置検出手段が前記第1の移動体及び第2の移動体の位置を検出している間、前記第2の電極への電圧印加および前記移動手段への印加電圧を停止するとともに、前記第1の電極に位置検出のための電圧を印加していることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  4. 前記第1の移動体及び第2の移動体が導電体からなり、前記移動体そのものが前記第1の電極として機能することを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  5. 前記第2の電極は2つの領域に分割されているとともに前記第1の移動体及び第2の移動体がそれぞれ前記2つに分割された電極に跨るように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  6. 前記第2の電極は3つの領域に分割されており、第1の移動体及び第2の移動体が3つの領域のうちの1つの領域を共有して残り2つの領域に跨るように配置されることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  7. 前記残りの2つの領域は互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  8. 前記位置検出手段は前記第1の駆動電極とこれに対向する前記2つの領域との間に生じる静電容量を比較することにより、前記移動体の位置を検出することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  9. 前記2つの電極は前記移動体の移動に伴う前記第1の駆動電極との対向面積の増加および減少が移動方向に生じるように配置されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  10. 前記2つの電極は前記移動体の移動に伴う前記第1の電極との対向面積の増加および減少が移動方向と垂直な方向に生じるように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  11. 前記第1の電極および前記第2の電極から前記位置検出手段および前記駆動手段への配線は同一であり、前記第1の移動体及び第2の移動体を移動させる際には前記駆動手段へ配線され、前記第1の移動体及び第2の移動体の位置を検出する際には前記位置検出手段に配線されるように切り替えられることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
  12. 前記固定部材には前記第1の移動体及び第2の移動体の移動方向が前記振動基板の往復方向になるように規制する絶縁体のガイドが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010216989A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法及び慣性駆動アクチュエータ装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008283735A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータの位置制御方法及び慣性駆動アクチュエータ
JP5155731B2 (ja) * 2008-05-08 2013-03-06 オリンパス株式会社 慣性駆動アクチュエータ
JP2009296797A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータ
DE102008057389B4 (de) * 2008-11-14 2011-03-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transport eines Objekts über eine Oberfläche
US8466637B2 (en) 2010-07-20 2013-06-18 New Scale Technologies, Inc. Methods for controlling one or more positioning actuators and devices thereof
JP5722145B2 (ja) * 2011-07-08 2015-05-20 オリンパス株式会社 慣性駆動アクチュエータ
JP5808000B2 (ja) * 2011-07-08 2015-11-10 オリンパス株式会社 慣性駆動アクチュエータ
GB201409182D0 (en) 2014-05-23 2014-07-09 Pragmatic Printing Ltd Capacitive detection system
RU2690732C1 (ru) * 2018-08-07 2019-06-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Пьезоактюатор (варианты)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112560A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Toshiba Corp 静電アクチュエータ及びこれを用いたカメラモジュール
JP2004304942A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Olympus Corp アクチュエータ及びアクチュエータ駆動方法並びにアクチュエータシステム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003185406A (ja) 2001-12-18 2003-07-03 Minolta Co Ltd 位置検出装置
JP4804040B2 (ja) * 2005-05-31 2011-10-26 オリンパス株式会社 インパクト駆動アクチュエータ
JP4912728B2 (ja) * 2006-04-12 2012-04-11 オリンパス株式会社 慣性駆動アクチュエータ
JP2008029108A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Olympus Corp アクチュエータ
JP2008125229A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータ
JP2008283735A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータの位置制御方法及び慣性駆動アクチュエータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112560A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Toshiba Corp 静電アクチュエータ及びこれを用いたカメラモジュール
JP2004304942A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Olympus Corp アクチュエータ及びアクチュエータ駆動方法並びにアクチュエータシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010216989A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Olympus Corp 慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法及び慣性駆動アクチュエータ装置

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