JP2014064412A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作音を抑制し得る駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動信号によって伸縮する圧電素子と、前記圧電素子に連結される支持シャフトと、前記支持シャフトと摩擦係合し、前記支持シャフトに沿って移動可能な移動体と、前記移動体を第１の方向に移動させる第１駆動信号４２ａを含む前記駆動信号を、前記圧電素子に対して印加する駆動部を有し、前記駆動部は、前記第１駆動信号を前記圧電素子に対して、第１の時間を挟んで繰り返し印加することができ、前記第１駆動信号は、前記移動体を前記第１の方向に移動させる主駆動波形群と、前記主駆動波形群に対して前記第１の時間より短い第２休止時間Δｔ２１を挟んで、前記主駆動波形群の後に配置される従駆動波形群４６ａと、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、圧電素子に駆動信号を印加して、移動体を移動させる駆動装置に関する。

圧電素子により得られる機械的変位は比較的微小であるため、圧電素子を用いた駆動装置は、精密かつ正確な制御が要求されるアクチュエータ等として好適に利用される。圧電素子を用いた駆動装置の適用例としては、例えば、撮像装置に含まれる光学系を移動させる駆動装置等が挙げられる。

しかし、このような駆動装置を適用した撮像装置等では、駆動時に動作音が発生し、問題となる場合があった。駆動装置で発生する動作音を低減するための従来技術としては、移動体の停止時にも駆動信号を印加し続ける技術や、移動体の速度に応じて駆動波形を変化させる技術等が提案されている（特許文献１及び特許文献２等参照）。

特開２０１０−２５９２２３号公報 特開２００９−２９６７６０号公報

動作音を低減させる従来の技術では、駆動回路が圧電素子に対して多数の駆動波形を印加できなければならず、駆動回路や制御が複雑になり、また、設計に時間がかかるという問題を有している。さらに、従来技術では、必ずしも効果的に動作音を抑制できない場合があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、動作音を抑制し得る駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る駆動装置は、
駆動信号によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子に連結される支持シャフトと、
前記支持シャフトと摩擦係合し、前記支持シャフトに沿って移動可能な移動体と、
前記移動体を第１の方向に移動させる第１駆動信号を含む前記駆動信号を、前記圧電素子に対して印加する駆動部を有し、
前記駆動部は、前記第１駆動信号を前記圧電素子に対して、第１の時間を挟んで繰り返し印加することができ、
前記第１駆動信号は、前記移動体を前記第１の方向に移動させる主駆動波形群と、前記主駆動波形群に対して前記第１の時間より短い第２休止時間を挟んで、前記主駆動波形群の後に配置される従駆動波形群と、を有する。

本発明の発明者らは、駆動装置で発生する動作音を低減するための技術を鋭意検討した結果、移動体を停止させた際に生じる慣性力等によって、移動体自身が振動する現象が、動作音の一因となっているとの知見を得た。特に、所定の時間（第１の時間）を挟んで移動体を断続的に移動させるような場合において、このような動作音が繰り返し発生するために、装置の使用者が動作音を感知しやすくなる傾向がある。

本発明に係る駆動装置において、駆動部が圧電素子に印加する第１駆動信号は、主駆動波形群に対して第２休止時間を挟んで後に配置される従駆動波形群を有する。すなわち、駆動部は、移動体を第１の方向に移動させる主駆動波形群を印加した後に、第２休止時間を挟んで従駆動波形群を印加することにより、停止時に移動体に生じる振動を抑制し、移動体の振動によって生じる動作音を効果的に低減することが可能である。

また、前記移動体は、前記第１の方向に略直交する第２の方向の一方の端部に形成されており前記支持シャフトと摩擦係合する係合部を有しても良く、
前記移動体は、前記係合部を介して前記支持シャフトに対して支持される片持ち支持構造であっても良い。

移動体の構造は特に限定されないが、移動体が支持シャフトに片持ち支持される構造である場合には、シンプルな構造でありながら動作音の少ない駆動装置を実現することができる。

また、例えば、前記従駆動波形群は、前記移動体を前記第１の方向に移動させる波形を含んでも良く、
前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第２休止時間は、Ｔ／４より短くても良い。

従駆動波形を印加するタイミングは、移動体の振動又は動作音を低減するタイミングであれば特に限定されないが、主駆動波形群の印加が終了してからＴ／４までの間に、移動体を第１の方向に移動させる従駆動波形群を印加することにより、移動体を振動させる力を効果的に解放し、移動体に生じる振動及びこれに伴う動作音の発生を、効果的に抑制することができる。

また、例えば、前記従駆動波形群は、前記移動体を前記第１の方向とは反対方向に移動させる波形を含んでも良く、
前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第２休止時間は、Ｔ／４より長く、３Ｔ／４より短くても良い。

このように、主駆動波形群の印加が終了してからＴ／４から３Ｔ／４までの間に、移動体を第１の方向とは反対方向に移動させる従駆動波形群を印加しても、先ほどの例と同様に、移動体を振動させる力を効果的に解放し、移動体に生じる振動及びこれに伴う動作音の発生を、効果的に抑制することができる。

前記従駆動波形群は、前記主駆動波形群に対して前記第２休止時間を挟んで配置される第１従駆動波形群と、前記第１従駆動波形群に対して前記第１の時間より短い第３休止時間を挟んで前記第１従駆動波形群の後に配置される第２従駆動波形群と、を有しても良い。

このような駆動装置は、従駆動波形群の印加を、第１従駆動波形群と第２従駆動波形群に分割して行うことにより、従駆動波形群自体の印加の停止に伴い、移動体が振動することを防止し、第１駆動信号全体を印加した後に、移動体に生じる振動及びこれに伴う動作音の発生を、より効果的に抑制することができる。

また、例えば、前記第２従駆動波形群は、前記第１従駆動波形群が前記移動体を移動させる方向と同じ方向に前記移動体を移動させる波形を含んでも良く、
前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第３休止時間は、Ｔ／４より短くても良い。

第２従駆動波形群を印加するタイミングは、移動体の振動又は動作音を低減するタイミングであれば特に限定されないが、第１従駆動波形群の印加が終了してからＴ／４までの間に、第１従駆動波形群と同じ方向に移動体を移動させる第２従駆動波形群を印加することにより、主駆動波形群及び第１従駆動波形群の印加の停止に伴い移動体に生じる振動及び動作音を、効果的に抑制することができる。

また、例えば、前記第２従駆動波形群は、前記第１従駆動波形群が前記移動体を移動させる方向とは反対方向に前記移動体を移動させる波形を含んでも良く、
前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第３休止時間は、Ｔ／４より長く、３Ｔ／４より短くても良い。

このように、第１従駆動波形群の印加が終了してからＴ／４から３Ｔ／４までの間に、第１従駆動波形群とは反対方向に移動体を移動させる第２従駆動波形群を印加しても、先ほどの例と同様に、移動体を振動させる力を、従駆動波形群が移動体を移動させる力によって効果的に相殺し、移動体に生じる振動及びこれに伴う動作音の発生を、効果的に抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置の概略図である。 図２は、図１に示す駆動装置に含まれる移動体の平面図である。 図３は、参考例に係る駆動装置における移動体の動きの一例を表したグラフである。 図４は、図３のグラフの一部を拡大し、駆動信号の印加タイミングと伴に表示した概念図である。 図５は、本発明の第１実施形態における移動体の動き及び駆動信号の印加タイミングを、参考例に係る移動体の動きと対比して示した概念図である。 図６は、第１実施形態で用いられる第１駆動信号の詳細構成を表した概念図である。 図７は、本発明の第２実施形態における移動体の動き及び駆動信号の印加タイミングを、参考例に係る移動体の動きと対比して示した概念図である。 図８は、第２実施形態で用いられる第１駆動信号の詳細構造を表した概念図である。 図９は、図４〜図６の各ポイントにおける移動体の位置及び姿勢を表した概念図である。 図１０は、本発明の実施例及び参考例に係る移動体の動きの実測データを示すグラフである。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置１０の概略図である。駆動装置１０は、圧電素子１２、支持シャフト１４、錘１６、移動体２０及び駆動部３０を有する。駆動装置１０は、光学系２２を備える移動体２０を含み、撮像装置内において光学系２２を移動させる機構の一部として使用されているが、本発明に係る駆動装置１０の用途はこれに限定されるものではない。

圧電素子１２は、駆動部３０によって印加される駆動信号によって伸縮する。圧電素子１２としては、例えば圧電性を有する材料を、極性の異なる電極を交互に挟みながら積層した積層型圧電素子等を採用することができるが、特に限定されない。

圧電素子１２の一方の端部には支持シャフト１４が連結されており、圧電素子１２の他方の端部には、錘１６が連結されている。錘１６は、圧電素子１２の伸縮に伴い、支持シャフト１４に変位を与えるための慣性体として機能する。なお、錘１６は、さらに別の部材に連結されていても良い。

支持シャフト１４は、圧電素子１２の伸縮に伴い変位する。支持シャフト１４は、図１に示すように、支持シャフト１４の軸方向である第１の方向５０及び第３の方向５４に変位する。ただし、支持シャフト１４は、圧電素子１２に連結されているため、圧電素子１２の伸縮量の範囲内で往復運動する。

支持シャフト１４には、移動体２０が摩擦係合している。移動体２０は、支持シャフト１４に沿って、第１の方向５０及び第３の方向５４に移動可能である。移動体２０は、保持枠２４と、当該保持枠２４によって保持される光学系２２とを有している。図１及び図２に示すように、移動体２０は、略円板状の形状を有しており、移動体２０の直径方向は、支持シャフト１４の軸方向である第１の方向５０に直交する第２の方向に沿うように配置されている。

移動体２０における第２の方向５２の一方の端部には、支持シャフト１４と摩擦係合する係合部２６が形成されている。図１に示すように、移動体２０は、係合部２６を介して、支持シャフト１４に対して支持される片持ち支持構造である。

移動体２０は、支持シャフト１４と一体となって変位することも可能であるが、支持シャフト１４に対して相対移動することにより、圧電素子１２の伸縮量の範囲を越えて移動することが可能である。例えば、支持シャフト１４を低速で変位させた場合は、移動体２０と支持シャフト１４との係合は維持され、移動体２０は支持シャフト１４と伴に変位するが、支持シャフト１４を高速で変位させた場合は、移動体２０と支持シャフト１４との間にすべり変位が発生し、移動体２０と支持シャフト１４との間に相対移動が生じる。したがって、第１の方向５０へ向かう場合と第３方向へ向かう場合とで速度が異なる非対称な往復運動を、支持シャフト１４に行わせることにより、駆動装置１０は、支持シャフト１４に摩擦係合する移動体２０を、圧電素子１２の伸縮量の範囲を越えて移動させることができる。

駆動部３０は、圧電素子１２に対して駆動信号を印加する。より具体的には、駆動部３０は、圧電素子１２の電極間に印加される電圧値を変化させる駆動信号を生成し、圧電素子１２に印加される電圧値を変化させることによって、圧電素子１２の伸縮量及び伸縮速度を制御する。駆動部３０が生成する駆動信号には、移動体２０を第１の方向５０に移動させる第１駆動信号４２ａと、移動体２０を第３の方向５４に移動させる第２駆動信号４９が含まれる。

駆動装置１０が備えられる撮像装置内には、光学系２２を透過した光が導かれる撮像素子（不図示）が配置されている。駆動部３０は、第１駆動信号４２ａ及び第２駆動信号４９を圧電素子１２に印加することにより、移動体２０に保持された光学系２２と撮像素子との光学的な距離を変化させることができる。

本実施形態に係る駆動部３０は、圧電素子１２に対して、第１の時間を挟んで繰り返し印加する第１駆動信号４２ａと、圧電素子１２に対して、第１の時間を挟んで繰り返し印加する第２駆動信号４９とを出力することができる。駆動部３０は、第１駆動信号４２ａと第２駆動信号４９とを出力し、光学系２２を移動させることにより、撮像装置において実施されるオートフォーカス動作時に必要となる光学系２２の動作を実現することができる。

図３は、本発明の実施形態とは駆動信号のみが異なり、その他の構成は同様である参考例に係る駆動装置において、オートフォーカス動作時に実現される移動体２０の動きを表したものである。図３の縦軸は、図１及び図２に示す移動体２０における第２端部２８の位置に対応しており、横軸は時間に対応している。なお、図１に示すように、移動体２０の第２端部２８は、第２の方向５２に沿って係合部２６とは反対側の端部である。

図３に示すように、オートフォーカス動作時において、駆動装置では、圧電素子１２に対して第１駆動信号を周期的に印加し、移動体２０を第１の方向５０に沿って段階的に移動させる。次に、圧電素子１２に対して第２駆動信号４９を周期的に印加し、移動体２０を第３の方向５４に沿って段階的に移動させる。

第１駆動信号４２ａ及び第２駆動信号４９を印加する周期Ｔ２は、特に限定されないが、例えば、２０〜４０ｍｓ程度とすることができる。また、第１駆動信号４２ａ又は第２駆動信号４９を一回印加した場合における移動体２０の移動量ΔＬは、撮像装置の構成に応じて適宜設定されるが、例えば、５〜３０μｍ程度とすることができる。なお、移動体２０が各位置に停止している間に、撮像素子が画像信号を取得し、取得された画像信号に基づき演算部が合焦の程度を算出することにより、撮像装置は、移動体２０をどの位置に配置すればピントが合うのかを、検出することができる。

図４は、図３のグラフの一部を拡大し（図４の上部）、駆動信号９０の印加タイミング（図４の下部）と共に示したものである。移動体２０の第２端部２８の動きを表すグラフ（図４上部）と、駆動信号９０の時間変化を表すグラフ（図４の下部）とは、時間（横軸）を揃えて表示している。図４に示すように、参考例に係る駆動装置では、第１駆動信号９２の印加が終了した後も、移動体２０の第２端部２８が振動していることがわかる。

図９（ａ）は、図４における時刻Ａ〜Ｇにおける移動体２０の位置及び姿勢を模式的に表したものである。時刻Ａでは、図９（ａ）Ａに示すように、第１駆動信号９２の印加が継続されており、移動体２０は上昇（第１の方向５０への移動）を続けている。時刻Ｂでは、図９（ａ）Ｂに示すように、第１駆動信号９２の印加が終了し、移動体２０は、移動（支持シャフト１４に対する相対移動）を停止する。しかし、時刻Ｂにおいて、移動体２０は、支持シャフト１４と係合部２６との摩擦力により停止するため、係合部２６とは反対側の端部である第２端部２８には、上方（第１の方向５０）へ向かう慣性力（矢印ｆ参照）が作用する。

図９（ａ）Ｂ〜図９（ａ）Ｇに示すように、停止時（時刻Ｂ）において移動体２０に作用する力は、移動体２０の係合部２６を固定端とし、第２端部２８を自由端とする振動を発生させる。図４に示すように、移動体２０が停止した際に移動体２０に生じる振動の周期Ｔは、移動体２０の第２端部２８の動きを計測することによって観測することが可能である。本発明の発明者らは、振動の周期Ｔと、動作音の発生の有無又は動作音の周波数（周期）との間に、一定の対応関係があり、このような移動体２０の振動が、駆動装置における動作音の一因であるとの知見を得た。

図５は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１０における移動体２０の動き及び駆動信号４０ａにおける第１駆動信号４２ａの印加タイミングを、参考例における移動体２０の動きと対比して示したグラフである。図５においても、図４と同様に、移動体２０の第２端部２８の動きを表すグラフ（図５上部）と、駆動信号４０ａの時間変化を表すグラフ（図５の下部）とは、時間（横軸）を揃えて表示している。

図５上部の太点線グラフは、第１実施形態に係る振動装置における移動体２０の第２端部２８の動きを示しており、図５上部の実線グラフは、参考例に係る第２端部２８の動きを示している。なお、図５は、参考例について図３及び図４を用いて説明したように、圧電素子１２に対して第１駆動信号４２ａを周期的に印加した際における移動体２０の動きの一部を表したものである。

駆動信号４０ａのグラフ（図５の下部）に示すように、第１駆動信号４２ａは、第１の時間Δｔ１１を挟んで繰り返し印加され、これにより、移動体２０は、第１の方向５０に沿って段階的に移動する（図３参照）。図５に示すように、第１駆動信号４２ａは、参考例に係る第１駆動信号９２（図４参照）とは異なり、移動体２０を第１の方向５０に移動させる主駆動波形群４４だけでなく、主駆動波形群４４の後に配置される従駆動波形群４６ａを有する。

図６は、図５に示す第１駆動信号４２ａを、模式的に表したものである。第１駆動信号４２ａの従駆動波形群４６ａは、主駆動波形群４４に対して第２休止時間Δｔ２１を挟んで配置される。また、従駆動波形群４６ａは、主駆動波形群に対して第２休止時間Δｔ２１を挟んで配置される第１従駆動波形群４７ａと、第１従駆動波形群４７ａに対して第３休止時間Δｔ３１を挟んで配置される第２従駆動波形群４８ａとを有する。

また、第１駆動信号４２ａにおいて、第１従駆動波形群４７ａ及び第２従駆動波形群４８ａに含まれる波形５６及びその周波数は、主駆動波形群４４に含まれる波形５６及びその周波数と同じである。すなわち、波形５６は、移動体２０（図１参照）を第１の方向５０に移動させるものであり、例えば１００〜２００ｋＨｚ程度の周波数で、各駆動波形群４４，４７ａ，４８ａ内に含まれる。このように、第１駆動信号４２ａを一種類の波形５６で構成することにより、駆動部３０をシンプルな構成とすることができ、また、駆動装置１０の設計コストを抑制することが可能である。ただし、第１従駆動波形群４７ａ及び第２従駆動波形群４８ａに含まれる波形は、主駆動波形群４４に含まれる波形５６と異なる波形であっても良く、第２実施形態で説明するように、移動体２０を第３の方向５４に移動させる波形５８（図８参照）とすることもできる。

主駆動波形群４４と従駆動波形群４６ａ（第１従駆動波形群４７ａ）の間に挿入される第２休止時間Δｔ２１は、第１の時間Δｔ１１（図５）より短く、停止時における移動体２０の振動を抑制する観点から、振動の周期Ｔより短いことが好ましい。特に、第１従駆動波形群４７ａが、主駆動波形群４４と同様の方向（第１の方向５０）に移動体２０を移動させる波形を含む場合は、第２休止時間Δｔ２１は、振動の周期Ｔの４分の１より短いことが好ましい。また、第２休止時間Δｔ２１の最小値は特に限定されないが、例えば第２休止時間Δｔ２１は、波形５６の印加周期の１周期より長い時間とすることができる。また、第２休止時間Δｔ２１は、主駆動波形群４４の印加終了後に、確実に移動体２０を一旦停止させる観点から、振動の周期Ｔの８分の１以上とすることが好ましい。

第１従駆動波形群４７ａと第２従駆動波形群４８ａの間に挿入される第３休止時間Δｔ３１は、第２休止時間Δｔ２１と同様に、第１の時間Δｔ１１（図５）より短く、振動の周期Ｔより短いことが好ましい。特に、第２従駆動波形群４８ａが、第１従駆動波形群４７ａと同様の方向（第１の方向５０）に移動体２０を移動させる波形を含む場合は、第３休止時間Δｔ３１は、振動の周期Ｔの４分の１より短いことが好ましい。また、第３休止時間Δｔ３１の最小値についても、第２休止時間Δｔ２１と同様に、波形５６の印加周期より長ければ特に限定されない。

第１従駆動波形群４７ａ及び第２従駆動波形群４８ａは、移動体２０の停止時の振動を抑制する目的で印加されるため、第１従駆動波形群４７ａの印加時間Δｔ７１及び第２従駆動波形群４８ａの印加時間Δｔ８１は、主駆動波形群４４の印加時間Δｔ６１より短いことが好ましい。また、なるべく早期に振動を停止させるために、従駆動波形群４６ａの開始から終了までの時間（Δｔ７１＋Δｔ３１＋Δｔ８１）を、主駆動波形群４４の印加時間Δｔ６１より短くすることが好ましい。

図９（ｂ）は、図５における時刻Ａ’〜Ｄ’における移動体２０の位置及び姿勢を模式的に表したものである。図９（ｂ）Ａ’及び図９（ｂ）Ｂ’に示すように、移動体２０は、第１駆動信号４２ａの主駆動波形群４４が印加されている間（時刻Ａ’）は上昇（第１の方向５０へ移動）し、主駆動波形群４４の印加が終了した時点（時刻Ｂ’）で停止する。その後、図５、図９（ｂ）Ｂ’及び図９（ｂ）Ｃ’に示すように、移動体２０の振動が始まり、第２端部２８が上方（第１の方向５０）へ向かって振動を開始する。

第１駆動信号４２ａによる駆動では、図９（ｂ）Ｂ’〜図９（ｂ）Ｃ’に示すように、第２端部２８が上方へ振動しているタイミングで、移動体２０を上昇させる第１従駆動波形群４７ａが印加され、移動体２０の係合部２６が上方へ移動する。係合部２６が上昇することにより、移動体２０を振動させる力が解放されるため、移動体２０の振動が抑制される。

さらに、第１駆動信号４２ａによる駆動では、図５の時刻Ｃ’〜時刻Ｄ’に示すように、第１従駆動波形群４７ａの印加が終了してから第３休止時間Δｔ３１経過後に、第２従駆動波形群４８ａが印加される。図９（ｂ）Ｃ’に示すように、第１従駆動波形群４７ａの印加が停止した時点（時刻Ｃ’）においても、移動体２０を振動させる力が残る場合がある。この場合、移動体２０の係合部２６が停止した時点（時刻Ｃ’）で、第２端部２８が再度上方へ向かって振動する。

しかし、図９（ｂ）Ｃ’〜図９（ｂ）Ｄ’に示すように、再び第２端部２８が上方へ振動しているタイミングで、移動体２０を上昇させる第２従駆動波形群４８ａが印加されることにより、移動体２０の係合部２６が上方へ移動し、移動体２０を振動させる力が解放される。このようにして、第１駆動信号４２ａによる駆動では、移動体２０を振動させる力が、従駆動波形群４６ａの印加によって解放されるため、第１駆動信号４２ａの印加終了時に移動体２０に生じる振動が効果的に抑制される。

図５及び図６に示すように、主駆動波形群４４と第１従駆動波形群４７ａの間に挿入される第２休止時間Δｔ２１は、主駆動波形群４４と第１従駆動波形群４７ａが同じ方向に移動体２０を移動させる波形５６を含む場合は、振動の周期Ｔの４分の１より短いことが好ましい。主駆動波形群４４の印加が終了してから振動の周期Ｔの４分の１の時間が経過するまでの間に、移動体２０を主駆動波形群４４と同様の方向に移動させる第１従駆動波形群４７ａを印加することにより、移動体２０を振動させる力を効果的に解放することができる。

また、第１従駆動波形群４７ａと第２従駆動波形群４８ｂの間に挿入される第３休止時間Δｔ３１についても、第２休止時間Δｔ２１と同様の理由から、第１従駆動波形群４７ａと第２従駆動波形群４８ａが同じ方向に移動体２０を移動させる波形５６を含む場合は、振動の周期Ｔの４分の１より短いことが好ましい。

図１０は、参考例に係る第１駆動信号によって移動体２０を駆動した場合と、第１実施形態の実施例に係る第１駆動信号９２によって移動体２０を移動した場合における第２端部２８の動きの実測結果を、対比して表示したものである。図１０の太線は参考例での第２端部の動きを表しており、図１０の細線は実施例での第２端部２８の動きを表している。

実測結果で用いた参考例に係る第１駆動信号９２の印加時間は１．０５ｍｓ（図４下方参照）、実施例に係る第１駆動信号４２ａにおける主駆動波形群４４の印加時間Δｔ６１は０．８４ｍｓ、第１従駆動波形群の印加時間Δｔ７１は０．１４ｍｓ、第２従駆動波形群の印加時間Δｔ８１は０．０７ｍｓ、第１の時間Δｔ１１は３２．８６ｍｓ、第２休止時間Δｔ２１及び第３休止時間Δｔ３１は０．１５ｍｓとした（図５下方及び図６参照）。なお、参考例に係る第１駆動信号９２、実施例における主駆動波形群４４、第１従駆動波形群４７ａ、第２従駆動波形群４８ａには、共通の波形が、共通の周波数（１４３ｋＨｚ）で含まれている。

図１０に示すように、参考例に係る第１駆動信号９２を印加した場合、第１駆動信号９２の印加が終わって移動体２０の上昇が終了した後も、第２端部２８が動き続けており、移動体２０が振動していることが分かる。実測された移動体２０の振動の周期Ｔは約１．２ｍｓ（８３３Ｈｚ）であり、動作音の発生も確認された。

これに対して、実施例に係る第１駆動信号４２ａを印加した場合、第１駆動信号４２ａの印加が終わり移動体２０の上昇が終了した後は、ほとんど第２端部２８が動いておらず、移動体２０の振動が抑制されていることがわかる。また、実施例では、移動体２０の振動に伴う動作音の発生も確認されなかった。

このように、図５及び図６に示すような駆動信号４０ａを圧電素子１２に印加する駆動装置１０は、停止時に移動体２０に生じる振動を抑制し、移動体２０の振動によって生じる動作音を効果的に低減することが可能である。また、駆動装置１０は、停止時に移動体２０に生じる振動を抑制することにより、光学系２２を透過する光の像の乱れを低減できるため、これを搭載する撮像装置におけるオートフォーカスの高精度化及び高速化にも有利である。

第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る振動装置における移動体２０の動き及び駆動信号４０ｂにおける第１駆動信号４２ｂの印加タイミングを、参考例における移動体２０の動きと対比して示したグラフである。図７においても、図４及び図５と同様に、移動体２０の第２端部２８の動きを表すグラフ（図６上部）と、駆動信号４０ｂの時間変化を表すグラフ（図７下部）とは、時間（横軸）を揃えて表示している。

図７上部の太点線グラフは、第２実施形態に係る振動装置における移動体２０の第２端部２８の動きを示しており、図７上部の実線グラフは、参考例に係る第２端部２８の動きを示している。第２実施形態に係る駆動装置は、駆動信号４０ｂが第１実施形態の駆動信号４０ａと異なることを除き、その他の構成は第１実施形態の駆動装置１０と同様であるため、重複部分についての説明は省略する。

第２実施形態の駆動信号４０ｂでも、第１実施形態の駆動信号４０ａと同様に、第１駆動信号４２ｂが第１の時間を挟んで繰り返し圧電素子１２に印加され、これにより、移動体２０は、第１の方向に沿って段階的に移動する（図３参照）。図７に示す第１駆動信号４２ｂは、主駆動波形群４４だけでなく従駆動波形群４６ｂを有する点や、従駆動波形群４６ｂが第１従駆動波形群４７ｂと第２従駆動波形群４８ｂを含む点で、第１実施形態の第１駆動信号４２ａと共通である。

しかし、図７に示す第１駆動信号４２ｂは、第２従駆動波形群４８ｂが、移動体２０を第３の方向５４（図１参照）に移動させる波形５８を含む点で、第１実施形態の第１駆動信号４２ａと相違する。すなわち、第１駆動信号４２ｂでは、主駆動波形群４４と第１従駆動波形群４７ｂは、移動体２０を第１の方向４０に移動させる波形５６を含むが、第２従駆動波形群４８ｂは、主駆動波形群４４及び第１従駆動波形群４７ｂとは反対方向に移動体２０を移動させる波形５８を含む。

図８は、図６に示す第１駆動信号４２ｂを、模式的に表したものである。第１駆動信号４２ｂの従駆動波形群４６ｂは、主駆動波形群４４に対して第２休止時間Δｔ２２を挟んで配置される。また、従駆動波形群４６ｂは、主駆動波形群に対して第２休止時間Δｔ２２を挟んで配置される第１従駆動波形群４７ｂと、第１従駆動波形群４７ｂに対して第３休止時間Δｔ３２を挟んで配置される第２従駆動波形群４８ａとを有する。

主駆動波形群４４及び第１従駆動波形群４７ｂに含まれる波形５６については、第１実施形態の第１駆動信号４２ｂに含まれる波形５６と同様である。第２従駆動波形群４８ｂに含まれる波形５８は、移動体２０を第１の方向５０とは反対方向である第３の方向５４に移動させるものであれば特に限定されないが、例えば図１に示す第２駆動部３４が生成する第２駆動信号４９（特にその主駆動波形群）に含まれる波形と共通とすることができる。

図９（ｃ）は、図７における時刻Ａ”〜Ｇ”における移動体２０の位置及び姿勢を模式的に表したものである。第１駆動信号４２ｂは、主駆動波形群４４及び第１従駆動波形群については、第１実施形態の第１駆動信号４２ａと共通なので、時刻Ａ”（図９（ｃ）Ａ”）〜時刻Ｃ”（図９（ｃ）Ｃ”）までは、第１実施形態の時刻Ａ’（図９（ｂ）Ａ’）〜時刻Ｃ’（図９（ｂ）Ｃ’）と同様である。

図７に示す第１駆動信号４２ｂによる駆動では、図５の時刻Ｃ”〜時刻Ｅ”に示すように、第１従駆動波形群４７ｂの印加が終了してから第３休止時間Δｔ３２経過後に、第２従駆動波形群４８ｂが印加される。ここで、第１駆動信号４２ｂにおける第３休止時間Δｔ３２は、第１実施形態の第３休止時間Δｔ３１よりも長く、移動体２０の第２端部２８が上方への振動を終え、下方へ向かって振動しているタイミングに合わせて、第２従駆動波形群４８ｂが印加される。

図９（ｃ）Ｄ”〜図９（ｃ）Ｅ”に示すように、第２端部２８が下方へ振動しているタイミングで、移動体２０を下降（第３の方向５４へ移動）させる第２従駆動波形群４８ｂが印加されることにより、移動体２０の係合部２６が下方へ移動し、移動体２０を振動させる力が解放される。このように、第１駆動信号４２ｂによる駆動でも、第１実施形態の第１駆動信号４２ａによる駆動と同様に、移動体２０を振動させる力を従駆動波形群４６ｂの印加によって解放することができ、第１駆動信号４２ｂの印加終了時に移動体２０に生じる振動が効果的に抑制される。

図７及び図８に示すように、第１従駆動波形群４７ｂと第２従駆動波形群４８ｂの間に挿入される第３休止時間Δｔ３２は、第２従駆動波形群４８ｂが第１従駆動波形群４７ａと反対方向に移動体２０を移動させる波形５８を含む場合は、振動の周期Ｔの４分の１より長く、振動の周期Ｔの４分の３より短いことが好ましい。主駆動波形群４４の印加が終了してから、振動の周期Ｔの４分の１の時間が経過した後であって、振動の周期Ｔの４分の３の時間が経過するまでの間に、移動体を主駆動波形群４４と反対の方向に移動させる第２従駆動波形群４８ｂを印加することにより、移動体２０を振動させる力を効果的に解放することができる。

その他の実施形態
上述の実施形態では、移動体２０を第１の方向５０に移動させる第１駆動信号４２ａ，４２ｂを例に説明を行ったが、図３に示すようなオートフォーカス動作を行う場合には、移動体２０を第３の方向５４に移動させる第２駆動信号４９についても、第１駆動信号４２ａ，４２ｂと同様の対応が可能である。すなわち、駆動部３０は、図６又は図８に示すように、主駆動波形群４４ａと従駆動波形群４６ａを有する第２駆動信号４９を生成し、これを圧電素子１２に繰り返し印加することにより、振動及び動作音の少ない移動体２０の移動を実現することができる。

また、第２実施形態に係る第１駆動信号４２ｂでは、第２従駆動波形群４８ｂが、主駆動波形群３３とは反対方向に移動体２０を移動させる波形５８を含むが、これとは異なり、第１従駆動波形群４７ｂが、主駆動波形群４４とは反対方向に移動体２０を移動させる波形５８を含んでいても良い。ただし、この場合は、主駆動波形群４４と従駆動波形群４６ｂ（第１従駆動波形群４７ｂ）の間に挿入される第２休止時間Δｔ２１，Δｔ２２は、振動の周期Ｔの４分の１より長く、振動の周期Ｔの４分の３より短いことが好ましい。

１０…駆動装置
１２…圧電素子
１４…支持シャフト
１６…錘
２０…移動体
２２…光学系
２４…保持枠
２６…係合部
２８…第２端部
３０…駆動部
４０ａ，４０ｂ，９０…駆動信号
４２ａ，４２ｂ，９２…第１駆動信号
５６，５８…波形
４４…主駆動波形群
４６ａ，４６ｂ…従駆動波形群
４７ａ，４７ｂ…第１従駆動波形群
４８ａ，４８ｂ…第２従駆動波形群
４９…第２駆動信号
５０…第１の方向
５２…第２の方向
５４…第３の方向
Δｔ１１…第１の時間
Δｔ２１，Δｔ２２…第２休止時間
Δｔ３１,Δｔ３２…第３休止時間
Δｔ６１,Δｔ７１,Δｔ８１…印加時間
ΔＬ…移動量
Ｔ…振動の周期

Claims (7)

1. 駆動信号によって伸縮する圧電素子と、
   前記圧電素子に連結される支持シャフトと、
   前記支持シャフトと摩擦係合し、前記支持シャフトに沿って移動可能な移動体と、
   前記移動体を第１の方向に移動させる第１駆動信号を含む前記駆動信号を、前記圧電素子に対して印加する駆動部を有し、
   前記駆動部は、前記第１駆動信号を前記圧電素子に対して、第１の時間を挟んで繰り返し印加することができ、
   前記第１駆動信号は、前記移動体を前記第１の方向に移動させる主駆動波形群と、前記主駆動波形群に対して前記第１の時間より短い第２休止時間を挟んで、前記主駆動波形群の後に配置される従駆動波形群と、を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記移動体は、前記第１の方向に略直交する第２の方向の一方の端部に形成されており前記支持シャフトと摩擦係合する係合部を有し、
   前記移動体は、前記係合部を介して前記支持シャフトに対して支持される片持ち支持構造であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記従駆動波形群は、前記移動体を前記第１の方向に移動させる波形を含み、
   前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第２休止時間は、Ｔ／４より短いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記従駆動波形群は、前記移動体を前記第１の方向とは反対方向に移動させる波形を含み、
   前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第２休止時間は、Ｔ／４より長く、３Ｔ／４より短いことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の駆動装置。
5. 前記従駆動波形群は、前記主駆動波形群に対して前記第２休止時間を挟んで配置される第１従駆動波形群と、前記第１従駆動波形群に対して前記第１の時間より短い第３休止時間を挟んで前記第１従駆動波形群の後に配置される第２従駆動波形群と、を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の駆動装置。
6. 前記第２従駆動波形群は、前記第１従駆動波形群が前記移動体を移動させる方向と同じ方向に前記移動体を移動させる波形を含み、
   前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第３休止時間は、Ｔ／４より短いことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記第２従駆動波形群は、前記第１従駆動波形群が前記移動体を移動させる方向とは反対方向に前記移動体を移動させる波形を含み、
   前記移動体が停止した際に、前記移動体に生じる振動の周期をＴとした場合、前記第３休止時間は、Ｔ／４より長く、３Ｔ／４より短いことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。

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