JP6731026B2 - 圧電式駆動装置、光学部材駆動装置、カメラ装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
圧電式駆動装置10は、圧電部14の中央に駆動部12が配置されている。この駆動部12は、例えば球形であり、適切な摩擦係数を有し、且つ耐摩耗性がある材料から構成されている。この駆動部12の上端が後述する被駆動体32に摩擦接触するようになっている。
なお、図2に示す+は分極方向を示している。
制御部22は、PWM(Pulse Width Modulation)で制御しており、駆動周波数生成回路24、デューティー比設定回路26、矩形波生成回路28及び位相差回路30を有する。
図4は、圧電部14a〜14dに電圧V1〜V4を印加する方法の一例を示す。
入力A及び入力Bは、駆動周波数fdが圧電部14a〜14dの固有振動数fsに対して0.7倍であり、デューティー比Du(t2/t1)が30%である矩形波電圧である。入力Bは、入力Aに対して90度の遅れる方向の位相差がある。ここで、入力Aは、V1、V2として圧電部14a,14bに印加する。一方、入力Bは、V3,V4として圧電部14c,14dに印加する。
圧電部14a〜14dは、電圧が印加されていない場合は、図6(a)に示すように平面状となっている。ここで、圧電部14a,14bに入力A(V1,V2)を印加すると、図6(b)に示すように、圧電素子16が膨張し弾性体20は変化しないので平面状であった圧電部14a,14bが下方に湾曲する。また、簡単のため、180度の位相差をもって圧電部14c,14dに入力B(V3,V4)が印加されるものとする。圧電素子16が収縮し弾性体20は変化しないので同じく平面状であった圧電部14c,14dが上方に湾曲する。この場合、駆動部12がゆっくりと+X方向に傾斜する。駆動部12がゆっくりと+X方向に傾斜すると、駆動部12と摩擦接触している被駆動体32は摩擦力により駆動部12に追従し、+X方向に移動する。
なお、かっこ内は逆方向に駆動する場合の位相差を示している。
この実施形態においては、圧電式駆動装置10は、円板状に形成され、電極18を電極18a〜18hの8つに分割することによって8つの圧電部14a〜14hを備えている。この実施形態においては、対向する電極、例えば電極18aと電極18eに位相差のあるパルス電圧を印加するようにしてもよいし、電極18a〜14dと電極18e〜18hに位相差のあるパルス電圧を印加するようにしてもよい。この実施形態によれば、前述した実施形態と比較して、被駆動体を駆動する方向に対してより自由度を持たせることができる。
この第3実施形態は、前述した第1実施形態と比較して、圧電素子16を分割した点が異なる。即ち、圧電素子16は、電極18の各電極部18a〜18dに対応して4つの圧電素子部16a〜16dに分割されている。圧電素子部16a〜16dは、電極部18a〜18dの外形よりもやや大きい。圧電素子部16a〜16dの間は接触するようにしてもよいが、好ましくは数十μm程度離れているようにする。このように、圧電素子16を分割することにより圧電素子部16a〜16d間の干渉が弾性体20を除いて無いので、圧電素子16を自由に動かすことができる。
なお、弾性体20は、図12に示すように、圧電素子16よりも大きくしても構わない。
この第4実施形態は、前述した第3実施形態と比較して、さらに弾性体20も分割した点が異なる。即ち、弾性体20は、圧電素子16の各圧電素子部16a〜16d及び電極18の各電極部18a〜18dに対応して4つの弾性体部20a〜20dに分割されている。この4つに分割された弾性体部20a〜20dは、中心に設けられた駆動部12により連結されている。駆動部12は、弾性体部20a〜20dと一体に形成され、半球状に突出している。この駆動部12の先端が前述した被駆動体32に当接する。この第4の実施形態は、第3実施形態と比較して、さらに圧電素子部16a〜16d間の干渉を少なくすることができる。
12 駆動部
14、14a〜14h 圧電部
16 圧電素子
16a〜16d 圧電素子部
18 電極
18a〜18d 電極部
20 弾性体
20a〜20d 弾性体部
22 制御部
24 駆動周波数生成回路
26 デューティー比設定回路
28 矩形波生成回路
30 位相差回路
32 被駆動体
Claims (16)
- 被駆動体に摩擦接触する駆動部と、
前記駆動部に設けられ、前記駆動部を間に挟んだ平面上に配置され、電圧を印加した場合、前記平面に対して湾曲する2つの圧電部と、
を有し、
2つの前記圧電部の前記湾曲は、立上り時間と立下り時間が異なる鋸歯状の振動変位が所定の位相差をもって誘起され、
前記駆動部は、前記2つの圧電部が並べられた方向に沿って前記被駆動体に常に接触して往復傾斜し、往路と復路で傾斜速度が異なる
圧電式駆動装置。 - 被駆動体に摩擦接触する駆動部と、
前記駆動部に固定され、前記駆動部の周囲にあって平面上に循環配置され、電圧を印加した場合、前記平面に対して湾曲する4つの圧電部と、
を有し、
隣り合う2つの前記圧電部の前記湾曲は、立上り時間と立下り時間が異なる鋸歯状の振動変位が所定の位相差をもって誘起され、
前記駆動部は、前記2つの圧電部が並べられた方向に沿って前記被駆動体に常に接触して往復傾斜し、往路と復路で傾斜速度が異なる
圧電式駆動装置。 - 前記圧電部は、板状の圧電素子と、前記板状の圧電素子の一面に固定された板状の弾性体と、前記一面とは反対側の前記圧電素子の他面に固定された電極とを有し、前記電極が2つ又は4つに分割されている請求項1又は2記載の圧電式駆動装置。
- 前記圧電素子は、前記電極に対応して分割されている請求項3記載の圧電式駆動装置。
- 前記弾性体は、前記電極及び前記圧電素子に対応して分割された弾性体部を有し、前記弾性体部が前記駆動部を介して接続されている請求項4記載の圧電式駆動装置。
- 一方向であるX方向とこのX方向とは直交するY方向にそれぞれ2つの圧電部を並べている請求項2記載の圧電式駆動装置。
- 前記圧電部にパルス電圧を印加して前記圧電部の駆動を制御する制御手段をさらに有する請求項1又は2記載の圧電式駆動装置。
- 前記制御手段は、前記圧電部に対するパルス電圧の位相差を制御する請求項7記載の圧電式駆動装置。
- 前記制御手段は、前記圧電部に対するパルス電圧のデューティー比を制御する請求項7又は8記載の圧電式駆動装置。
- 前記制御手段は、固有振動数に対して予め定められた関係になるように前記圧電部に対するパルス電圧の周波数を制御する請求項7から9いずれかに記載の圧電式駆動装置。
- X方向に前記被駆動体を移動させる場合は、Y方向に並べられた2つの圧電部から構成された2つの組に対して位相差をもってパルス電圧を印加し、Y方向に前記被駆動体を移動させる場合は、X方向に並べられた2つの圧電部から構成された2つの組に対して位相差をもってパルス電圧を印加する請求項6記載の圧電式駆動装置。
- X方向又はY方向の+方向と−方向に前記被駆動体の移動を切り換える場合は、前記圧電部に印加するパルス電圧の位相差を切り替える請求項11記載の圧電式駆動装置。
- X方向又はY方向の+方向と−方向に前記被駆動体の移動を切り換える場合は、前記圧電部に印加するパルス電圧のデューティー比を切り替える請求項11記載の圧電式駆動装置。
- 前記被駆動体は光学部材であり、請求項1から13いずれか記載の圧電式駆動装置を備えた光学部材駆動装置。
- 請求項14記載の光学部材駆動装置を備えたカメラ装置。
- 請求項15記載のカメラ装置を備えた電子機器。
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