JP5155731B2 - 慣性駆動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、慣性駆動アクチュエータに関するものである。

電気機械変換素子、例えば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からなる波形の駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上り部では圧電素子が緩やかに厚み方向に伸び変位を生じ、急速な立ち下り部では急速な縮み変位を生じる。そこで、この特性を利用し、圧電素子に上記したような波形の駆動パルスを印加して異なる速度で充放電を繰り返し、圧電素子に速度の異なる厚み方向に振動を発生させ、圧電素子に固着された駆動軸を異なる速度で往復移動させ、駆動軸に摩擦結合した移動体を所定の方向に移動させるアクチュエータが知られている。

このようなアクチュエータの従来例として、図１３に示すアクチュエータ２００がある。図１３（ａ）は、従来のアクチュエータ２００の構成を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線における断面図である。このアクチュエータ２００は、駆動軸２０３に移動体２０４が押圧されることによって摩擦力を得ている。摩擦力を得る方法として板ばねを用いる方法がよく用いられているが、ここでは挟み込み部材２０５を挿入し、その上から弾性部材２０６により挟み込み部材２０５を押さえ込むことによって駆動軸２０３に摩擦力を与えている。挟み込み部材２０５は、駆動軸２０３の移動方向に対して移動体２０４に緩みなく嵌合されている。以上の構成では、弾性部材２０６により発生する押圧力は、移動体２０４に対して変位しない挟み込み部材２０５を介して駆動軸２０３に伝えられるので、駆動軸２０３が軸方向に正方向、負方向に異なる速度で変化しても弾性部材２０６が弾性変形することなく、移動体２０４を高速で安定して駆動することができる。

また、従来のアクチュエータとして、図１４に示すアクチュエータを挙げることができる。図１４は、従来のアクチュエータ３００の構成を示す概観図である。図１４に示すアクチュエータ３００は、位置検出が可能であって、圧電素子３０１、駆動軸３０２、駆動軸３０２に摩擦結合した移動体３０３、アクチュエータのフレーム３０４、及び、検出部材３０５を備える。圧電素子３０１の一端はフレーム３０４に接着等の手段で固定され、圧電素子３０１の他端には駆動軸３０２が接着等の手段で固定されている。移動体３０３は、駆動軸３０２上を摺動して移動することができる。

検出部材３０５は、移動体３０３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、移動体３０３の移動方向に沿って平行に、非接触の状態で配置され、フレーム３０４に固定されている。また、駆動軸３０２、移動体３０３、及び検出部材３０５は導電性の材料で構成されている。

検出部材３０５において、移動体３０３に対向する面に、移動体３０３の移動方向に沿って一定の間隔で凹凸部が形成されて電極３０５ａを構成している。電極３０５ａと移動体３０３とは間隔Ｄを隔てて対向して静電容量Ｃのコンデンサを形成している。移動体３０３と、電極３０５ａのうちの凸部と、の間の静電容量は、移動体３０３と、電極３０５ａのうちの凹部と、の間の静電容量より大きくなっているため、移動体３０３が移動することにより、移動体３０３と電極３０５ａとの間の静電容量が周期的に変化する。アクチュエータ３００は、このような静電容量の変化の周期を捕らえて移動体３０３の位置を検出するものである。

特開２００３−１８５４０６号公報

しかしながら、圧電素子３０１、駆動軸３０２、及び移動体３０３からなるアクチュエータ部３１０と、検出部材３０５を備えた位置センサ部３２０と、が別個に設置されると、アクチュエータ部３１０および位置センサ部３２０がそれぞれ移動軸と検出軸を持っているため、取り付け方によっては、その２つの軸がずれてしまう。上記従来例の３００のように静電容量を検出する位置センサは、移動体３０３と電極３０５ａとの間のギャップによって静電容量値が変化するため、移動軸と検出軸がギャップ方向にずれた場合、移動体３０３と電極３０５ａとの間のギャップが移動体３０３の位置によって変わってしまう。したがって、移動体３０３の位置によって静電容量が変わることによって、検出精度がわるくなり、正確な位置検出が難しくなる。また、移動体３０３の全移動範囲においてギャップを同一に保つために移動体３０３と電極３０５ａとを互いに平行に配置するのは非常に困難であり、位置精度を向上させるには組立精度をあげなければならない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体の全移動範囲に渡って、正確な位置検出を行うことのできる慣性駆動アクチュエータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、固定部材と、固定部材に接続され、第１の方向とその逆の第２の方向とに変位を発生する変位発生手段と、変位発生手段が発生した変位によって往復運動する振動基板と、振動基板上に配置され、慣性に基づく移動が可能な移動体と、移動体に接続され、電流を印加することによって、移動体に電磁気力を作用させることによって、移動体と振動基板との間の摩擦力を制御する駆動手段と、振動基板の平面上に、移動体と絶縁体層を介して対向するように配置され、かつ、移動体の移動に伴い移動体との対向面積が連続的に増加もしくは連続的に減少するように形成された、位置検出機能を備える検出電極と、移動体と検出電極との間に生じる静電容量を検出することによって、移動体の位置を検出する位置検出手段と、を具備し、検出電極は移動体の移動方向に対して２つに分割されており、移動体は分割された２つの電極にまたがるように配置され、移動体は駆動手段によって印加された電流によって電磁気力を発生するコイルを備え、２つに分割された電極の一方の電極の配線はコイルの信号線と同一の配線で駆動手段に接続され、他方の電極はコイルのＧＮＤ線と同一の配線でＧＮＤに接地され、位置検出手段が移動体と検出電極との間に生じる静電容量を検出するタイミングは、駆動手段により、移動体を移動させた後であることを特徴としている。

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、コイルを備えた移動体が移動方向と垂直方向に複数存在し、駆動手段は複数のコイルに独立に電流を印加することによって、振動部材と移動体との間の磁気吸着力を独立に変化させることができる。

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、検出電極は移動体の移動方向に対して３つに分割されており、コイルを備えた移動体が移動方向に複数存在し、駆動手段は複数のコイルに独立に電流を印加することによって、振動部材と移動体との間の磁気吸着力を独立に変化させることが好ましい。

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいて、移動方向に分割された３つの電極のうち隣り合わない２つの電極の配線は共通であるとよい。

本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、移動体の全移動範囲に渡って、正確な位置検出を行うことのできる慣性駆動アクチュエータを提供することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る慣性駆動アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータについて図面を参照しながら説明する。
まず、図１、図２を参照しつつ、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１０の駆動原理について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１０の構成を示す斜視図である。慣性駆動アクチュエータ１０においては、固定基板１１上に振動基板１３が載置されるとともに、圧電素子１２の一端が固定部材１１に固定され、他端は振動基板１３の一端に固定されている。振動基板１３上には圧電素子１２の振動方向に移動可能な移動体２４が配置されている。移動体２４の下面には吸着部２４ａが形成されており、移動体２４の上面、すなわち振動基板１３と対向する面と反対側の面には突起２４ｂが設けられている。この突起２４ｂには外周面に沿ってコイル２５が配置されている。固定基板１１及び／又は振動基板１３は、磁性体（例えば鉄、磁性を持つステンレス）からなっており、吸着部２４ａもまた磁性体である。吸着部２４ａの底面は振動基板１３に接触しており、コイル２５に電流を印加すると磁界が発生する。発生した磁界は、磁性体である移動体２４を通り、これにより吸着部２４ａにも磁界が生じる。このように吸着部２４ａに発生した磁界によって、磁性体である振動基板１３及び／又は固定部材１１に対し磁気吸着力が発生するため、移動体２４は振動基板１３又は固定基板１１に吸着される。また、固定基板１１の底面には永久磁石１９が配置されており、固定基板１１及び／又は振動基板１３を吸引する。なお、図示はしないが、振動基板１３の圧電素子１２が固定されている端面とは反対の端面と、固定基板１１と、の間にばねが配置されている。

図２は、慣性駆動アクチュエータ１０の駆動波形を示すグラフであって、上のグラフは圧電素子１２への印加波形を示し、下のグラフは２５への印加波形を示す。また、図２（ａ）は移動体２４を右（圧電素子１２に近づく方向）に移動させる波形であり、（ｂ）は移動体２４を左（圧電素子１２から遠ざかる方向）に移動させる波形である。図１と図２（ｂ）を例にとって駆動原理を説明する。図２（ｂ）の上のグラフに示すように、圧電素子１２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１２が急激に左へ微小変位（伸張）するのに伴い振動基板１３も急激に左へ移動する。このとき、図２（ｂ）の下のグラフに示すように、コイル２５へは電流が印加されているため、移動体２４の吸着部２４ａと振動基板１３との間に磁気吸着力が発生し摩擦が生じている。従って、振動基板１３の移動と共に移動体２４も左へと移動する。

これに対して、圧電素子１２への印加波形が立ち下がっているところでは、コイル２５へ電流を流していない。このため、移動体２４と振動基板１３との間に吸着力すなわち摩擦力が働かない。したがって、圧電素子１２への印加波形の立ち下がりによって、圧電素子１２が右へ微小変位して振動基板１３が右に移動するときには、移動体２４と振動基板１３との摩擦力はないため、すべりが生じると同時に移動体２４の慣性により移動体２４はその位置にとどまろうとする。

以上のような圧電素子１２及び２５に対する信号印加を繰り返すことにより、移動体２４は振動基板１３に対して左へ移動することになる。
一方、移動体２４を右に移動させる場合には、図２（ａ）に示すように、圧電素子１２への印加波形を立ち下げて圧電素子１２を急激に縮める際に、コイル２５に電流を流し磁界を発生させればよい。以上が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１０の基本的な駆動原理である。

このように圧電素子１２の圧電振動に同期させて磁気吸着力によって、移動体２４と固定基板１１又は振動基板１３との間に摩擦を与えているため、摩擦が増加したときのみ移動体２４が移動する。これにより、駆動効率が上がるとともに、摩擦力はコイル２５に印加する電流によって発生する磁気吸着力で制御しているため、磨耗等によって摩擦力が変化するようなことがなく、安定した動作が可能になる。また、圧電素子１２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１２を動作させる際に複雑な波形を作成することもない。

つづいて、図３から図５を参照して、慣性駆動アクチュエータ１０と同様に駆動でき、かつ、位置検出機能を備えた慣性駆動アクチュエータ３０について説明する。図３（ａ）は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０の構成を示す概観図であって、位置検出手段５１及び駆動手段５２以外の構成要素については平面図で示す。図３（ｂ）は、慣性駆動アクチュエータ３０の構成を示す側面図である。なお、図３（ｂ）では、位置検出手段５１及び駆動手段５２の図示を省略している。

図３は、図１で示した慣性駆動アクチュエータ１０の位置を検出するための構成を示したものである。固定部材３１上には、長板状の振動基板３３が長手方向に移動可能に載置されている。振動基板３３の長手方向の一端には圧電素子３２（変位発生手段）の一端が固定され、圧電素子３２の他端は固定基板３１に固定されている。また、振動基板３３の長手方向の他端にはばね３４の一端が固定され、ばね３４の他端は固定基板３１に固定されている。圧電素子３２は、電圧を印加又は解除することにより、伸張する方向（第１の方向）と収縮する方向（第２の方向）とに微小変位を発生する。振動基板３３上には、圧電素子３２の振動方向に移動可能な移動体４４が配置されている。移動体４４の下面には、吸着部２４ａと同様の吸着部（不図示）が形成されており、移動体４４の上面には突起４４ｂが設けられている。この突起４４ｂには外周面に沿ってコイル４５が配置されている。

振動基板３３には移動体４４の位置を検出するための電極３５、３６（検出電極）が形成されている。電極３５、３６は、駆動手段５２およびＧＮＤへ、それぞれ配線されている。また、移動体４４の突起４４ｂのうち、コイル４５が配置されていない部分にも配線がされており、この配線は位置検出手段５１へ接続されている。電極３５、３６は振動基板３３上の移動方向（振動基板３３の長手方向）において２つに分割されている。移動体４４は、分割された２つの電極３５、３６の両方に跨るように配置されている。移動体４４は、この２つの電極３５、３６を常に跨るように、振動基板３３の長手方向に移動する。これにより、移動体４４とそれぞれの電極３５、３６との対向する部分でコンデンサが形成される。したがって、移動体４４と、電極３５、３６と、の対向する面積に比例した静電容量を検出することで、移動体４４の位置を検出することが出来る。第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０では、電極を２つに分割して、電極３５と移動体４４との間の静電容量と、電極３６と移動体４４との間の静電容量と、の差分を取ることによって容量の変化量だけを抽出して分解能を得ている。このような構成にすれば、振動基板３３に形成された電極３５、３６は位置検出機能を備えているため、移動体４４が移動する際のアクチュエータとしての移動軸と、移動体４４の位置を検出するための検出軸と、が互いに一致する。従って、移動軸と検出軸は容易に一致させることが出来るので、従来のような正確な組立を必要としない。

さらに、振動基板３３上の電極３５、３６、及び絶縁膜３８は、半導体プロセスで振動基板３３と同一平面状に形成することができる。これにより、検出するギャップ（移動体４４と電極３５、３６との間隔）も、移動体４４の全移動範囲に渡って、数ｕｍ、あるいはサブｕｍ以下と非常に狭く、かつ、一定に保つことができる。このため、大きな静電容量を移動範囲全域で得られることから、検出分解能も向上させることが可能である。

図４は、図３の静電容量検出部分を回路に置き換えた図である。図４に示すように、移動体４４と対向する電極３５と電極３６でそれぞれ可変コンデンサが形成されている。電極３５は駆動手段５２からの配線により静電容量を検出するための電圧波形が印加される。移動体４４には、コイル４５以外の部位に配線がされており、その配線は位置検出手段５１に接続されている。駆動手段５２からは主に正弦波が印加され、印加された正弦波の振幅が移動体４４と対向するそれぞれの電極３５、３６との間の静電容量により変化する。これは２つのコンデンサを抵抗に見立てれば、一種の抵抗分割回路であり、移動体４４からの配線からは分圧された振幅が正弦波として出力される。

図５は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０における駆動検出波形を示したグラフである。図５は移動体４４が右に移動するときの波形を示している。図５（ａ）は圧電素子３２への印加波形を、（ｂ）はコイル４５への印加波形を、（ｃ）は電極３５への印加波形を、（ｄ）は移動体４４からの出力波形を、（ｅ）は位置検出手段５１からの出力波形を、それぞれ示す。図５（ａ）、（ｂ）については、図２（ａ）における圧電素子１２への印加波形とコイル２５への印加波形と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、移動体４４が左に移動する場合については、図２（ｂ）に示す波形と同様の波形を印加する。

駆動手段５２から電極３５に対して、圧電素子３２、コイル４５への波形とは別に、図５（ｃ）に示す正弦波を印加すると、図４に示す回路効果によって分圧された正弦波が出力される。図５に示すような移動体４４が右へ移動する例では、移動体４４が右へ（図３における右方向へ）移動すると移動体４４と電極３５との対向面積は徐々に小さくなる一方、移動体４４と電極３６との対向面積は徐々に大きくなる。このため、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、結果として移動体４４からの出力は右に行くにつれてその振幅が小さくなる。位置検出手段５１は、この振幅成分のみを抽出し、これを移動体４４の位置として検出する。また、電圧印加経路を上述のように構成したため、移動体２４を固定部材３１又は振動基板３３に吸着させるための電圧と、移動体２４の位置検出のための電圧と、を同時に印加することができる。このため、効率的に位置検出を行うことができるとともに、従来のアクチュエータに比べて、配線を少なくすることができる。

位置検出の分解能を向上させるための変形例について、図６を参照して説明する。図６は、変形例に係る慣性駆動アクチュエータの位置検出手段１５１の構成を示す回路図である。図６に示す位置検出手段１５１は、移動体４４が中央にきたとき、すなわち、移動体４４と電極３５、電極３６との対向面積が同じになるときの容量に等しい容量をもつ２つのコンデンサ１５１ａ、１５１ｂを、駆動手段５２と、電極３５に相当する可変コンデンサと、の間に接続し、電極３５及び電極３６に相当する２つのコンデンサ間からの出力（移動体４４からの出力）とともに、振幅抽出部１５１ｃに入力している。振幅抽出部１５１ｃにおいて振幅を抽出する際、移動体４４からの出力と、２つのコンデンサ１５１ａ、１５１ｂからの出力と、の差分から振幅を抽出する。これによって、図５（ｄ）、（ｅ）で示す抽出した結果のオフセット分がなくなり、更に分解能を向上させることが出来る。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６０について、図７、図８を参照しつつ説明する。図７（ａ）は第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６０の構成を示す概観図であって、位置検出手段５１及び駆動手段６２以外の構成要素については平面図で示す。図７（ｂ）は、慣性駆動アクチュエータ６０の構成を示す側面図である。なお、図７（ｂ）では、位置検出手段５１及び駆動手段６２の図示を省略している。図８は、第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６０における駆動検出波形を示したグラフであって、移動体４４が右に移動するときの波形を示している。図８（ａ）は圧電素子３２への印加波形を、（ｂ）はコイル４５への印加波形を、（ｃ）は電極３５への印加波形を、（ｄ）は移動体４４からの出力波形を、（ｅ）は位置検出手段５１からの出力波形を、それぞれ示す。なお、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０と同様の部材については同じ参照符号を使用する。

第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６０では、電極３５への配線と、移動体４４のコイル４５への配線と、を同一として駆動手段６２につなげている。また、電極３６への配線、コイル４５のＧＮＤ側の配線、及び、圧電素子３２のＧＮＤ側の配線を同一にしてＧＮＤへ接地している。また、慣性駆動アクチュエータ６０では、駆動のための出力信号を印加して移動体４４を移動させた後に位置検出の動作を行っている。このようにすることによって、少なくとも電極３５とコイル４５の配線を同一にすることが可能になるため、配線数を減らし、更なる小型化が可能になる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
つづいて、本発明の第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７０について、図９、図１０を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７０の構成を示す概観図であって、位置検出手段９１及び駆動手段９２以外の構成要素については平面図で示す。図１０は、第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７０における駆動検出波形を示したグラフであって、移動体８４を右へ、移動体８６を左へ、それぞれ移動させるときの波形を示している。図１０（ａ）は圧電素子３２への印加波形を、（ｂ）はコイル８５への印加波形を、（ｃ）はコイル８７への印加波形を、（ｄ）は電極７６への印加波形を、（ｅ）は移動体８４からの出力波形を、（ｆ）は移動体８６からの出力波形を、（ｇ）は位置検出手段９１からの出力波形を、それぞれ示す。なお、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０と同様の部材については同じ参照符号を使用する。

第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７０は、移動方向（固定基板３１の長手方向）において２つの移動体８４、８６が順に配置され、移動体８４、８６の移動方向に分割された３つの電極７５、７６、７７（検出電極）が順に配置され、それぞれの移動体の位置を検出するものである。また、第１実施形態の移動体２４と同様に、移動体８４、８６の下面には吸着部（不図示）が形成されており、移動体８４、８６の上面には突起８４ｂ、８６ｂがそれぞれ設けられている。さらに、これら突起８４ｂ、８６ｂには、外周面に沿ってコイル８５、８７がそれぞれ配置されている。

３つに分割されている電極７５、７６、７７のうちの中央の電極７６は、移動体８４に形成されたコイル８５と同じ配線につながれて、駆動手段９２に接続されている。なお、電極７６の配線はコイル８７につながれていてもかまわない。また、電極７６の両側にある電極７５および電極７７はそれぞれＧＮＤに接地されている。このように、電極７５及び電極７７がＧＮＤに接地されているため、基板上で配線されていれば、更に、配線数を少なくすることも出来る。また、突起８４ｂのコイル８５が配置されていない部分、及び、突起８６ｂのコイル８５が配置されていない部分は、位置検出手段９１に接続されている。このような構成において、静電容量は、（１）移動体８４と、電極７５および電極７６との間、並びに、（２）移動体８６と、電極７６および電極７７との間に、それぞれ発生し、これらの静電容量を検出することによって移動体８４、８６の位置を検出できる。

図１０は、移動体８４、８６の位置を検出するための駆動検出波形であって、移動体８４を右、移動体８６を左に動かす場合の例で示している。ここで、図１０（ａ）、（ｂ）については、図２（ａ）における圧電素子１２への印加波形とコイル２５への印加波形と同様であり、図１０（ｃ）についても図２（ｂ）におけるコイル２５への印加波形と同様であるため、詳細な説明は省略する。

移動体８４が右に動くと、電極７６と移動体８４との間の静電容量が大きくなるため、図１０（ｅ）に示すように、出力信号は小さくなっていく。一方、移動体８６が左に移動すると、電極７６と移動体８６との間の静電容量が大きくなるため、図１０（ｆ）に示すように、出力信号は大きくなる。これらの出力信号は９１に入力され、抽出された振幅成分が移動体の位置として検出される（図１０（ｇ））。

以上のとおり、第３実施形態では、１つの圧電素子３２で２つの移動体８４、８６を同時に動かせるだけでなく、それぞれの移動体の位置を検出することが可能になるため、アクチュエータを小型化することが出来る。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
次に、図１１、図１２を参照しつつ、本発明の第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００について説明する。図１１は、第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の構成を示す概観図であって、位置検出手段１２１及び駆動手段１２２以外の構成要素については平面図で示す。図１２は、慣性駆動アクチュエータ１００の駆動波形を示すグラフであって、上段のグラフは圧電素子３２への印加波形を示し、中段のグラフはコイル１１５への印加波形を示し、下段のグラフはコイル１１７への印加波形を示す。また、図１２（ａ）は、移動体１１４を右へ、移動体１１６を左へ、それぞれ移動させるときの波形を示しており、（ｂ）は、移動体１１４を左へ、移動体１１６を右へ、それぞれ移動させるときの波形を示している。なお、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３０と同様の部材については同じ参照符号を使用する。

第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００では、２つの移動体１１４、１１６が移動方向と垂直な方向（固定基板３１の幅方向）に並んで配置されている。一方、２つの電極１０５、１０６（検出電極）は、移動体１１４、１１６の移動方向に並置されている。また、第１実施形態の移動体２４と同様に、移動体１１４、１１６の下面には吸着部（不図示）が形成されており、移動体１１４、１１６の上面には突起１１４ｂ、１１６ｂがそれぞれ設けられており、これらの突起８４ｂ、８６ｂには、外周面に沿ってコイル１１５、１１７がそれぞれ配置されている。また、電極１０５、コイル１１５、１１７、及び圧電素子３２には駆動手段１２２が接続されている。コイル１１５、１１７、電極１０６、及び圧電素子３２はＧＮＤに接地されている。また、突起１１４ｂのコイル１１５が配置されていない部分、及び、突起１１６ｂのコイル１１５が配置されていない部分は、位置検出手段１２１に接続されている。

このような構成にすれば、振動基板３３を移動体の移動方向に長くすることはなくなり、更に電極１０５と電極１０６は２つの移動体１１４、１１６と間で静電容量をそれぞれ検出することが可能となるため、更にアクチュエータの小型化が可能となる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。

以上のように、本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、移動体を微小に変位させることができ、かつ、移動体の位置を高い精度で検出することが求められる小型機器に有用である。

第１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。 （ａ）は移動体を右に移動させる駆動波形を示すグラフ、（ｂ）は移動体を左に移動させる駆動波形を示すグラフである。 （ａ）は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す概観図であり、（ｂ）は、慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 図３の静電容量検出部分を回路に置き換えた図である。 第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおける駆動検出波形を示したグラフである。 変形例に係る慣性駆動アクチュエータの位置検出手段の構成を示す回路図である。 （ａ）は第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す概観図であり（ｂ）は慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。 第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおける駆動検出波形を示したグラフであって、移動体が右に移動するときの波形を示している。 第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す概観図である。 第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおける駆動検出波形を示したグラフである。 第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す概観図である。 第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの駆動波形を示すグラフである。 （ａ）は従来のアクチュエータの構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線における断面図である。 従来のアクチュエータの構成を示す概観図である。

符号の説明

１０ 慣性駆動アクチュエータ
１１ 固定部材
１２ 圧電素子（変位発生手段）
１３ 振動基板
２４ 移動体
２４ａ 吸着部
２４ｂ 突起
２５ コイル
３０ 慣性駆動アクチュエータ
３１ 固定基板
３２ 圧電素子（変位発生手段）
３３ 振動基板
３４ｂ 突起
３４ ばね
３５、３６ 電極（検出電極）
３８ 絶縁膜
４４ 移動体
４４ｂ 突起
４５ コイル
５１ 位置検出手段
５２ 駆動手段
６０ 慣性駆動アクチュエータ
６２ 駆動手段
７０ 慣性駆動アクチュエータ
７５、７６、７７ 電極（検出電極）
８４、８６ 移動体
８４ｂ、８６ｂ 突起
８５、８７ コイル
９１ 位置検出手段
９２ 駆動手段
１００ 慣性駆動アクチュエータ
１０５、１０６ 電極（検出電極）
１１４、１１６ 移動体
１１４ｂ、１１６ｂ 突起
１１５、１１７ コイル
１２１ 位置検出手段
１２２ 駆動手段
１５１ 位置検出手段

Claims (4)

1. 固定部材と、
   前記固定部材に接続され、第１の方向とその逆の第２の方向とに変位を発生する変位発生手段と、
   前記変位発生手段が発生した前記変位によって往復運動する振動基板と、
   前記振動基板上に配置され、慣性に基づく移動が可能な移動体と、
   前記移動体に接続され、電流を印加することによって、前記移動体に電磁気力を作用させることによって、前記移動体と前記振動基板との間の摩擦力を制御する駆動手段と、
   前記振動基板の平面上に、前記移動体と絶縁体層を介して対向するように配置され、かつ、前記移動体の移動に伴い前記移動体との対向面積が連続的に増加もしくは連続的に減少するように形成された、位置検出機能を備える検出電極と、
   前記移動体と前記検出電極との間に生じる静電容量を検出することによって、前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
   を具備し、
   前記検出電極は前記移動体の移動方向に対して２つに分割されており、前記移動体は前記分割された２つの電極にまたがるように配置され、
   前記移動体は前記駆動手段によって印加された電流によって電磁気力を発生するコイルを備え、前記２つに分割された電極の一方の電極の配線は前記コイルの信号線と同一の配線で前記駆動手段に接続され、他方の電極は前記コイルのＧＮＤ線と同一の配線でＧＮＤに接地され、前記位置検出手段が前記移動体と前記検出電極との間に生じる静電容量を検出するタイミングは、前記駆動手段により、前記移動体を移動させた後であることを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
2. 前記コイルを備えた移動体が移動方向と垂直方向に複数存在し、前記駆動手段は前記複数のコイルに独立に電流を印加することによって、前記振動部材と前記移動体との間の磁気吸着力を独立に変化させ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. 前記検出電極は前記移動体の移動方向に対して３つに分割されており、前記コイルを備えた移動体が移動方向に複数存在し、前記駆動手段は前記複数のコイルに独立に電流を印加することによって、前記振動部材と前記移動体との間の磁気吸着力を独立に変化させ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. 前記移動方向に分割された３つの電極のうち隣り合わない２つの電極の配線は共通であることを特徴とする請求項３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
   

Images