慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法、慣性駆動アクチュエータ装置及び移動体の位置算出方法
【課題】移動体と電極との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体の絶対位置を確実かつ正確に算出することのできる慣性駆動アクチュエータ装置を提供する。
【解決手段】移動体電極と振動基板電極とが対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、静電容量検出ステップにおいて検出された、一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、静電容量記憶ステップにおいて記憶された一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、算出した比率を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、を備える。
【解決手段】移動体電極と振動基板電極とが対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、静電容量検出ステップにおいて検出された、一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、静電容量記憶ステップにおいて記憶された一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、算出した比率を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法、慣性駆動アクチュエータ装置及び移動体の位置算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２０は、従来のアクチュエータ９２０の構成を示す側面図である。図２０に示すように、アクチュエータ９２０は、電気機械変換素子の１つである圧電素子９１１、駆動軸９１２、駆動軸９１２に摩擦結合した移動体９１３、及び、アクチエータ９２０のフレーム９１４を備える。圧電素子９１１の一端はフレーム９１４に固定され、圧電素子９１１の他端には駆動軸９１２が固定されている。
【０００３】
また、検出部材９２１は、移動体９１３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９１３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９１４に固定されている。駆動軸９１２、移動体９１３、及び検出部材（固定電極）９２１は、導電性の材料で構成されている。検出部材９２１は、移動体９１３に対向する面に、電極９２１を構成しており、電極９２１と移動体９１３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。
【０００４】
図２１は、検出部材９２１の構成及び移動体９１３との関係を示す平面図である。図２１に示すように、検出部材９２１は、絶縁体９２１ｐの上に、直角三角形の第１電極９２１ａと第２電極９２１ｂとが、斜辺を対向させて形成されている。駆動回路９１８（図２０）から出力された駆動波形は、圧電素子９１１に印加されると共に、駆動軸９１２を経て移動体９１３にも供給される。
【０００５】
図２１に示す状態例のように、移動体９１３と第１電極９２１ａとが互いに対向するとともに、移動体９１３と第２電極９２１ｂとが互いに対向しており、それぞれ静電容量結合している。このため、移動体９１３に印加される駆動波形は、第１電極９２１ａ及び第２電極９２１ｂに向けてそれぞれ流れる。第１電極９２１ａ及び第２電極９２１ｂに向けて流れる電流ｉは検出回路９１９で検出され、制御回路９１７に入力される。
【０００６】
ここで、一例として、移動体９１３が、第１電極９２１ａ側から第２電極９２１ｂ側に向けて矢印ａ方向（図２１）に移動する場合について説明する。移動体９１３の移動により、移動体９１３と第１電極９２１ａとの間の対向電極面積は次第に減少して両者間の静電容量Ｃａは次第に減少する一方、移動体９１３と第２電極９２１ｂとの間の対向電極面積は次第に増加して両者間の静電容量Ｃｂは次第に増加する。従って、移動体９１３の移動にともなって、移動体９１３から第１電極９２１ａに流れる電流ｉａは次第に減少し、移動体９１３から第２電極９２１ｂに流れる電流ｉｂは次第に増加する。
【０００７】
これに対して、移動体９１３が第２電極９２１ｂ側から第１電極９２１ａ側に向けて、矢印ａと反対方向に移動する場合は、移動体９１３と第１電極９２１ａとの間の対向電極面積は次第に増加して両者間の静電容量Ｃａは次第に増加するとともに、移動体９１３と第２電極９２１ｂとの間の対向電極面積は次第に減少して両者間の静電容量Ｃｂは次第に減少する。したがって、移動体９１３から第１電極９２１ａに流れる電流ｉａは次第に増大し、移動体９１３から第２電極９２１ｂに流れる電流ｉｂは次第に減少する。
【０００８】
以上のように、移動体９１３の移動にともなって増減する、電流ｉａの大きさと電流ｉｂの大きさとを互いに比較することで、移動体９１３の検出部材９２１に対する位置を求めることができるほか、電流ｉａ及び電流ｉｂの大きさが変化する方向により移動体９１３の移動方向を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１８５４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のアクチュエータ９２０では、湿度、温度、重力、経年変化などの影響により、静電容量の検出値が、アクチュエータ９２０を組み立てたときの初期検出値と異なってしまう。このため、実際の静電容量（電流）の検出値に対して、組み立て時に設定した静電容量と位置情報の関係を適用すると、検出部材９２１に対する移動体９１３の位置を正確に検出することができなくなる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体と電極との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体の絶対位置を確実かつ正確に算出することのできる慣性駆動アクチュエータに関する技術について提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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のキャリブレーション方法は、移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、移動体に設けられた移動体電極と、振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、静電容量検出ステップにおいて検出された、一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、静電容量記憶ステップにおいて記憶された一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、を備え、比率算出ステップで算出した比率を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における移動体の絶対位置を算出可能としたことを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係であることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、静電容量記憶ステップにおいて記憶された静電容量を比較する静電容量比較ステップを有することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、移動体が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことが好ましい。
【００１６】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、他方の移動限界位置から一方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、をそれぞれ測定、計算し、各１駆動波形あたりの移動量を一方または個別に記憶することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、１駆動波形あたりの移動量を計算する際に、少なくとも１度、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲の中心側へ移動することが好ましい。
【００１８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、振動基板電極が複数あり、それぞれの振動基板電極と移動体電極との静電容量を比較、演算することにより、移動体の位置情報を算出することが好ましい。
【００１９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、振動基板電極が、駆動用電極及び位置検出用電極の一方または両方を持つことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、キャリブレーションの結果を確認するための確認ステップを有することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、確認ステップにおいて、正しくキャリブレーションが行われていないことが確認された場合には、再度キャリブレーションを行うことが好ましい。
【００２２】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置は、移動手段により往復移動される振動基板と、移動手段に駆動信号を印加する駆動回路と、振動基板に対して慣性により移動する移動体と、移動体の移動限界距離を規制する突き当て部と、移動体に設けられた移動体電極と振動基板に設けられた振動基板電極とが対向する部分の静電容量を検出する静電容量検出回路と、静電容量検出回路が検出した静電容量を記憶する静電容量記憶部と、静電容量記憶部に記憶された静電容量と移動限界距離との比率を算出する比率演算部と、
静電容量検出回路によって検出された静電容量と比率記憶部に記憶された比率とに基づいて、移動体の絶対位置を計算する絶対位置演算部と、を備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置においては、移動体が導電材料を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置においては、振動基板の移動体とは反対側に永久磁石が配置されるとともに、移動体が磁性材料を含むことが好ましい。
【００２５】
また、本発明の位置算出方法は、移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る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は、移動体と電極との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体の絶対位置を確実かつ正確に算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第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側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーションの流れの概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態の第１変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態の第２変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態の第３変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態の第４変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第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側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第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側面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の第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側面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の第５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。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の第６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。
【図２０】従来のアクチュエータ９２０の構成を示す側面図である。
【図２１】従来の検出部材の構成及び移動体との関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る慣性駆動アクチュエータ及び慣性駆動アクチュエータ装置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。
【００２９】
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１００の構成について説明する。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１００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図２は、慣性駆動アクチュエータ１００の構成を示す側面図である。なお、図１においては、突き当て部１０５、１０６の図示を省略している。以下の説明では、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ１００と、慣性駆動アクチュエータ１００に接続された静電容量検出回路１３１及び駆動回路１３３と、制御回路１３２と、を備える。
【００３０】
慣性駆動アクチュエータ１００は、固定部材１０１と、圧電素子１０２と、固定部材１０１上に変位可能に載置された振動基板１０３と、バネ１０４と、固定部材１０１上に形成された突き当て部１０５、１０６と、振動基板１０３上に配置された振動基板電極１１１、１１２と、移動体１２１と、を備える。また、固定部材１０１の下側には永久磁石１０７が配置されている。
【００３１】
固定部材１０１の内側面１０１ａには、圧電素子１０２の一端が隣接している。この圧電素子１０２の他端は、振動基板１０３の右側面１０３ａに隣接している。
【００３２】
振動基板１０３を介して圧電素子１０２と対向するように、バネ１０４が配置されている。すなわち、バネ１０４は、一端が固定部材１０１の内側面１０１ｄに隣接するとともに、他端が振動基板１０３の左側面１０３ｄに隣接している。
【００３３】
慣性駆動アクチュエータ１００においては、圧電素子１０２が伸張して振動基板１０３が変位したときにバネ１０４が振動基板１０３を支持し、圧電素子１０２が収縮すると、振動基板１０３はバネ１０４の弾性力によってもとの位置へ変位する。すなわち、バネ１０４は、圧電素子１０２の伸縮を振動基板１０３へ伝達する補助を行っている。なお、圧電素子１０２の両端及びバネ１０４の両端は、固定部材１０１及び／又は振動基板１０３に固定されていてもよい。
【００３４】
振動基板１０３の上面には振動基板電極１１１、１１２が形成され、振動基板電極１１１、１１２の上面には絶縁層１１５が形成されている。振動基板電極１１１、１１２上には、絶縁層１１５を介して、移動体１２１が載置されている。移動体１２１の下面、すなわち振動基板電極１１１、１１２に対向する面には、移動体電極１２２が形成されている。
【００３５】
移動体１２１は、振動基板１０３の変位にともなって、長板状の振動基板１０３の長手方向（図１、図２の左右方向）において、絶縁層１１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体１２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００３６】
圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、移動体１２１の移動体電極１２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路１３３が接続されている。さらに、振動基板電極１１１、１１２には、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量を検出する静電容量検出回路１３１が接続されている。静電容量検出回路１３１からの出力信号は、制御回路１３２に入力される。
【００３７】
図３を参照しつつ、制御回路１３２における処理の概要について説明する。ここで図３は、制御回路１３２の構成を示すブロック図である。制御回路１３２は、静電容量記憶部１３２ａ、比率演算部１３２ｂ、比率記憶部１３２ｃ、現在位置演算部１３２ｄ、及び駆動信号演算部１３２ｅを備える。
【００３８】
まず、静電容量検出回路１３１から入力された検出結果としての静電容量は、静電容量記憶部１３２ａに記憶される。記憶される静電容量は、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１との間の静電容量、及び、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との間の静電容量であって、比率演算部１３２ｂにおいて、これら検出された静電容量に基づく移動体の移動距離と静電容量との比率が算出され、この演算結果は比率記憶部１３２ｃに記憶される。
【００３９】
比率演算部１３２ｂによる演算結果は現在位置演算部１３２ｄへ出力され、現在位置演算部１３２ｄにおいて、振動基板１０３上における移動体１２１の絶対位置（現在位置）が算出される。さらに、駆動信号演算部１３２ｅにおいて、比率演算部１３２ｂによる演算結果及び現在位置演算部１３２ｄによる演算結果に基づいて、振動基板電極１１１、１１２、及び圧電素子１０２を駆動させるための駆動信号が生成される。
【００４０】
生成された駆動信号は、駆動回路１３３に出力される。駆動回路１３３は、制御回路１３２から入力された駆動信号によって振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２を駆動する。
【００４１】
固定部材１０１のバネ１０４側の端部上面には、バネ１０４、及び、絶縁層１１５のバネ１０４側の端部を上から覆うように突き当て部１０５が形成されている。また、固定部材１０１の圧電素子１０２側の端部上面には、圧電素子１０２、及び、絶縁層１１５の圧電素子１０２側の端部を上から覆うように突き当て部１０６が形成されている。
【００４２】
突き当て部１０５、１０６により、移動体１２１の移動範囲が規制される。すなわち、移動体１２１が突き当て部１０５、１０６とそれぞれ接触する位置が両端の移動限界位置であり、これらの移動限界位置間の距離が移動体１２１の移動できる最大距離（移動限界距離）となる。
【００４３】
（位置検出原理）
ここで、移動体１２１の検出方式について説明する。移動体１２１の位置検出も慣性駆動アクチュエータ１００の駆動と同様に移動体１２１に設けられた移動体電極１２２と振動基板１０３に設けられた振動基板電極１１１、１１２を用いて行う。移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２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。
移動体電極１２２と振動基板電極１１１との対向する部分の面積に相当する静電容量と、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との対向する部分の面積に相当する静電容量と、を比較または差分を検出することによって、移動体１２１の振動基板１０３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１２１を図１又は図２において、紙面右側に移動させると移動体電極１２２と振動基板電極１１１との対向面積が大きくなるため、振動基板電極１１１と移動体電極１２２との間の静電容量は大きくなる。一方で、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との対向面積は次第に小さくなるため、振動基板電極１１２と移動体電極１２２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の位置を高精度に把握することが可能である。
【００４４】
本実施例では移動体１２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体１２１と振動基板電極電極との間の静電容量が増加するように構成されている。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。
【００４５】
なお、移動限界位置は、突き当て部１０５、１０６のいずれを一方の移動限界位置に設定することもできる。また、移動体の位置と静電容量との関係は、位置の変化に伴って静電容量が変化すれば比例関係でなくてもよい。
【００４６】
以上の構成により、振動基板電極１１１、１１２、及び圧電素子１０２に駆動電圧を印加すると、振動基板１０３は、圧電素子１０２の変位の方向に変位する。このように振動基板１０３が変位すると、振動基板１０３上の移動体１２１は、突き当て部１０５、１０６によって定まる移動限界位置間の移動範囲内において、慣性により移動可能で、振動基板１０３に対する相対的な位置を検出することが可能である。
【００４７】
ここで、移動体１２１が右方向（突き当て部１０６側へ向かう方向）に移動する場合を例にとって、慣性駆動アクチュエータ１００の駆動原理をより具体的に説明する。
まず、駆動回路１３３から急峻な立ち上がりの電圧を圧電素子１０２へ印加すると、圧電素子１０２は、急激に膨張して左方向（バネ１０４側へ向かう方向）へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴って、振動基板１０３も急激に左方向へ変位する。
【００４８】
このとき、振動基板１０３に形成された振動基板電極１１１、１１２の電圧と、移動体１２１の移動体電極１２２の電圧と、を同電位にしてあると、振動基板電極１１１、１１２と移動体電極１２２との間に静電吸着力が発生しないため、移動体１２１の慣性により、移動体１２１はその位置に留まる。
【００４９】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち下げると、圧電素子１０２は急激に縮む。その際、圧電素子１０２と振動基板１０３とを押圧するバネ１０４の弾性力により、圧電素子１０２が急激に右方向へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴い、振動基板１０３も急激に右方向へ変位する。このとき、振動基板１０３の振動基板電極１１１、１１２の電圧と、移動体１２１の移動体電極１２２の電圧と、の間に電位差を与えて静電吸着力を発生させると、振動基板電極１１１、１１２と移動体１２１の移動体電極１２２との間の摩擦力が増大する。従って、振動基板１０３の変位とともに移動体１２１も右方向へ移動する。
【００５０】
以上の操作を繰り返すことにより、移動体１２１を振動基板１０３に対して右方向へ移動させることができる。
【００５１】
つづいて、図４から図９を参照して、慣性駆動アクチュエータ１００のキャリブレーション方法について説明する。
【００５２】
まず、図４を参照しつつ、キャリブレーションの概要について説明する。図４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１００のキャリブレーションの流れの概要を示すフローチャートである。以下の説明において、一方の移動限界位置は、移動体１２１が慣性駆動アクチュエータ１００の一方の突き当て部１０５に接した位置であり、他方の移動限界位置は、移動体１２１が慣性駆動アクチュエータ１００の他方の突き当て部１０６に接した位置としており、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量は、移動体１２１が突き当て部１０５側から突き当て部１０６側へ移動するほど大きくなる。
【００５３】
キャリブレーション開始後、まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ１０１）。
【００５４】
次に、一方の移動限界位置における、静電容量Ｂｎを検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ１０２）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ１０３）。
【００５５】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ１０４）、他方の移動限界位置における、静電容量Ａｎを検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ１０５）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ１０６）。
【００５６】
静電容量記憶部１３２ａに記憶された静電容量Ａｎ、Ｂｎを次式（Ｉ）に適用して、一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離ｌと、の比率Ｘ１を算出する（比率算出ステップ、ステップＳ１０７）。
Ｘ１＝ｌ／（Ａｎ−Ｂｎ） ・・・（Ｉ）
このＸ１は、現在（キャリブレーション時）の静電容量と組み立て時に設定された移動限界距離（ｌ）を関連付けた比率値となる。算出された比率Ｘ１は比率記憶部１３２ｃに記憶され、以上でキャリブレーションが終了する。なお、距離ｌは、慣性駆動アクチュエータ１００の組み立て時に規定されているものでも良く、また突き当て部１０５，１０６に規定されるものでも良い。
【００５７】
このようなキャリブレーションを行うことによって、比率算出ステップで算出した比率Ｘ１を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における現在の移動体１２１の絶対位置（現在位置）が算出可能となる。絶対位置の算出は、次式（ＩＩ）によって行う。
絶対位置＝移動体１２１の現在位置での静電容量×Ｘ１ …（ＩＩ）
【００５８】
つづいて、図５を参照しつつ、キャリブレーションについてより具体的に説明する。図５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１００のキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図５のステップＳ２０１からステップＳ２０６は、図４のステップＳ１０１からステップＳ１０６にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００５９】
一方の移動限界位置での静電容量Ｂｎ、及び、他方の移動限界位置での静電容量Ａｎを、静電容量記憶部１３２ａにそれぞれ記憶（ステップＳ２０３、２０６）した後に、確認ステップ（ステップＳ２０７からＳ２１３）を行う。確認ステップ終了後は、図４のステップＳ１０７と同様の比率算出ステップ（ステップＳ２１４）を行う。
【００６０】
確認ステップでは、静電容量検出の信頼性を向上させるために、再度、一方の移動限界位置での静電容量（Ｂｎ＋１）、及び、他方の移動限界位置での静電容量（Ａｎ＋１）を測定する。
【００６１】
具体的には、まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ２０７）。次に、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎ＋１を検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ２０８）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ２０９）。
【００６２】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ２１０）、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎ＋１を検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ２１１）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ２１２）。
【００６３】
次に、記憶された静電容量Ａｎ、Ａｎ＋１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１を互いにを比較する（静電容量比較ステップ、ステップＳ２１３）。具体的には、Ａｎ＝Ａｎ＋１、及び、Ｂｎ＝Ｂｎ＋１、の２式をそれぞれ満足しているかどうかを比較する。これらの２式の両方を満足している場合は、比率算出ステップ（ステップＳ２１４）を実行する。一方、これらの２式の一方又は両方を満足しない場合は、両式を満足するまで確認ステップを繰り返す。
【００６４】
つづいて、図６を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図６は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図６のステップＳ３０１からステップＳ３１４は、図５のステップＳ２０１からステップＳ２１４にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００６５】
図６に示すキャリブレーションでは、比率算出（ステップＳ３１４）につづいて、１駆動波形あたりの移動量を計算する（ステップＳ３１５からステップＳ３２２）。
【００６６】
まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ３１５）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。次に、移動を終了した位置における静電容量Ｐ１を検出する（ステップＳ３１６）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ３１７）。
【００６７】
つづいて、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ａｎ、静電容量Ｐ１、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を算出する（ステップＳ３１８）。算出は次式（ＩＩＩ）を用いて行う。
Ｈ１＝（Ａｎ−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＩＩ）
算出された変位量Ｈ１は比率記憶部１３２ｃや、例えばＣＰＵに記憶される。
【００６８】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ３１９）。この移動においても、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ２を検出する（ステップＳ３２０）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ３２１）。
【００６９】
さらに、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ｐ１、Ｐ２、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ３２２）。算出は次式（ＩＶ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＶ）
算出された変位量Ｈ２は比率記憶部１３２ｃや、例えばＣＰＵに記憶される。
【００７０】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ３２３）。
【００７１】
つづいて、図７を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図７は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図７のステップＳ４０１からステップＳ４１８は、図６のステップＳ３０１からステップＳ３１８にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００７２】
図７に示すキャリブレーションでは、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１の算出の後に、中心位置への移動波形数を算出（ステップＳ４１９）し、移動体１２１を中心位置に移動して静電容量を検出した後に、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量を算出する（ステップＳ４２０からＳ４２６）。それぞれの工程について、以下に詳細に説明する。
【００７３】
中心位置への移動波形数ｍ２の算出（ステップＳ４１９）は、次式（Ｖ）によって行う。
ｍ２＝（（Ａｎ−Ｂｎ）／２−Ｐ１）／Ｈ１ ・・・（Ｖ）
ここで、中心位置とは、慣性駆動アクチュエータ１００の組み立て時に測定した、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間の位置である。
また、算出された波形数ｍ２は静電容量記憶部１３２ａに記憶される。
【００７４】
ここで、波形数ｍ２は、中心位置への移動波形数ではなく、中心側へ向かう移動波形数であってもよい。波形数ｍ２の算出は、他方の移動限界位置へ向かう方向の１駆動波形あたりの移動量の算出にあたって、波形数をｍ１としたときに、移動体１２１が突き当て部１０６に突きあたり、正しく１駆動波形あたりの移動量が計算できないことを避けるために、いったん中心側へ移動体１２１を移動させる量を定めるものである。
【００７５】
慣性駆動アクチュエータは、動作方向によっては重力の影響を受けることがある。特に垂直方向へ動作させる場合には影響が大きくなる。このような場合に対応するために、一方の移動限界位置への方向、他方の移動限界位置への方向への１駆動波形の移動量が異なることを考慮し、中心側へ移動させることとし、一方から他方、また他方から一方へ駆動する際の１駆動波形あたりの変位量を算出、記憶することとしている。
【００７６】
また、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との移動範囲内において、一方の移動限界位置からの距離と静電容量とは、比例関係が成り立っているので、静電容量Ａｎと静電容量Ｂｎの中間値が中心位置での静電容量とわかる。
【００７７】
また、「中心付近」と記載しているのは、ステップＳ４１９では、一方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量は算出されているが、他方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量は算出されていないため、中心位置より一方の移動限界位置へ向かう方向に移動体１２１があった場合、他方の移動限界位置へ向かう方向へ移動させるが、一方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量（変位量Ｈ１）を使用するためである。
【００７８】
つづいて、式（Ｖ）で算出した波形数ｍ２だけ圧電素子１０２を駆動して、移動体１２１を中心位置へ移動させ（ステップＳ４２０）、中心位置での静電容量を検出する（ステップＳ４２１）。検出された静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ４２２）。
【００７９】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ４２３）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ３を検出する（ステップＳ４２４）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ４２５）。
【００８０】
さらに、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ４２６）。算出は次式（ＶＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩ）
算出された変位量Ｈ２は比率記憶部１３２ｃに記憶される。
【００８１】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ４２７）。
【００８２】
次に、図８を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図８は、本発明の第１実施形態の第３変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図８のステップＳ５０１からステップＳ５１７、ステップＳ５２１からステップＳ５２８、ステップＳ５３２、及びステップＳ５３３は、図７のステップＳ４０１からステップＳ４１７、ステップＳ４１８からステップＳ４２５、ステップＳ４２６、及びステップＳ４２７にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００８３】
図８に示すキャリブレーションでは、比率算出ステップ（ステップＳ５１４）終了後、一方の移動限界位置へ向かう方向にｍ１パルス分移動して静電容量Ｐ１を検出、記憶（ステップＳ５１５からＳ５１７）した後に、検出した静電容量Ｐ１と、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎと、を比較する（比較ステップ、ステップＳ５１８）。
【００８４】
これら二つの静電容量Ｂｎ、Ｐ１が互いに同一であった場合（ステップＳ５１８でＹＥＳ）、ｍ１の駆動波形数以内に、移動体１２１が突き当て部１０５まで達したこととなる。この場合、比率Ｘ１を正しく測定できていない可能性があるため、再度他方限界位置へ移動（ステップＳ５１９）した後に、駆動波形数ｍ１を、いままでの値の半分に値に置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５２０）、このｍ１の波形数だけ駆動電圧を出力して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向へ駆動させる（ステップＳ５１５）。その後、再び静電容量Ｐ１を検出し、静電容量Ｐ１を上書き記憶する（ステップＳ５１６、Ｓ５１７）。
【００８５】
その後、記憶された静電容量Ｐ１、Ｂｎを互いに比較し（ステップＳ５１８）、これらの静電容量が互いに同一ではなくなるまで、他方限界位置への移動（ステップＳ５１９）、駆動波形数ｍ１の置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５２０）、移動体１２１の一方の移動限界位置へ向かう方向への駆動（ステップＳ５１５）、及び、静電容量Ｐ１の検出・記憶（ステップＳ５１６、５１７）を繰り返す。
【００８６】
一方、静電容量Ｂｎ、Ｐ１が互いに同一ではなかった場合（ステップＳ５１８でＮＯ）、静電容量Ａｎ、静電容量Ｐ１、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を算出する（ステップＳ５２１）。算出は次式（ＩＩＩ）を用いて行う。
Ｈ１＝（Ａｎ−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＩＩ）
【００８７】
変位量Ｈ１の算出後は、図７に示すキャリブレーションと同様に、中心位置への移動波形数ｍ２の算出（ステップＳ５２２）、
波形数ｍ２分駆動した後の静電容量Ｐ２の検出、記憶（ステップＳ５２３からＳ５２５）、及び、他方の移動限界位置へ向かう方向へ波形数ｍ１だけ移動した後の静電容量Ｐ３の検出、記憶（ステップＳ５２６からＳ５２８）を行う。
【００８８】
その後、検出した静電容量Ｐ３と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ５２９）。
【００８９】
これら二つの静電容量Ａｎ、Ｐ３が互いに同一であった場合（ステップＳ５２９でＹＥＳ）、ｍ１の駆動波形数以内に、移動体１２１が突き当て部１０６まで達したこととなる。この場合、比率Ｘ１を正しく測定できていない可能性があるため、再度一方限界位置へ移動（ステップＳ５３０）した後に、駆動波形数ｍ１を、いままでの値の半分に値に置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５３１）、このｍ１の波形数だけ駆動電圧を出力して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向へ駆動させる（ステップＳ５２６）。その後、再び静電容量Ｐ３を検出し、静電容量Ｐ３を上書き記憶する（ステップＳ５２７、Ｓ５２８）。
【００９０】
その後、記憶された静電容量Ｐ３、Ａｎを互いに比較し（ステップＳ５２９）、これらの静電容量が互いに同一ではなくなるまで、一方限界位置への移動（ステップＳ５３０）、駆動波形数ｍ１の置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５３１）、移動体１２１の他方の移動限界位置へ向かう方向への駆動（ステップＳ５５２６）、及び、静電容量Ｐ３の検出・記憶（ステップＳ５２７、５２８）を繰り返す。
【００９１】
一方、静電容量Ａｎ、Ｐ３が互いに同一ではなかった場合（ステップＳ５２９でＮＯ）、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ５３２）。算出は次式（ＶＩＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ３−Ｐ２）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩＩ）
【００９２】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ５３３）。
【００９３】
つづいて、図９を参照しつつ、キャリブレーションについて、さらに具体的に説明する。図９は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図９のステップＳ６０１からステップＳ６３２は、図８のステップＳ５０１からステップＳ５３２にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００９４】
図９に示すキャリブレーションでは、他方の移動限界位置に向けて移動したときの静電容量Ｐ３（ステップＳ６２７）と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎ（ステップＳ６０５）と、を比較して、これらが同一でない場合（ステップＳ６２９でＮＯ）、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップ６３２）。算出は次式（ＶＩＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ３−Ｐ２）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩＩ）
【００９５】
次に、静電容量Ａｎ、Ｐ３、及び１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を用いて、次式（ＶＩＩＩ）により、他方の移動限界位置へ移動させるための駆動波形数ｍ３を算出する（ステップＳ６３３）。
ｍ３＝（（Ａｎ−Ｐ３）／Ｈ２ ・・・（ＶＩＩＩ）
【００９６】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ６３４）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ３としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ４を検出する（ステップＳ６３５）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ６３６）。
【００９７】
次に、検出した静電容量Ｐ４と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ６３７）。静電容量Ｐ４と静電容量Ａｎとが異なった場合（ステップＳ６３７でＮＯ）は、キャリブレーションをステップＳ６０１から再度行う。
【００９８】
これに対して、静電容量Ｐ４と静電容量Ａｎとが同一であった場合（ステップＳ６３７でＹＥＳ）は、静電容量Ｂｎ、Ｐ４、及び１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を用いて、次式（ＩＸ）により、一方の移動限界位置へ移動させるための駆動波形数ｍ４を算出する（ステップＳ６３８）。
【００９９】
ｍ４＝（Ｐ４−Ｂｎ）／Ｈ１ ・・・（ＩＸ）
【０１００】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ６３９）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ４としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ５を検出する（ステップＳ６４０）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ６４１）。
【０１０１】
次に、検出した静電容量Ｐ５と、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ６４２）。静電容量Ｐ５と静電容量Ｂｎとが異なった場合（ステップＳ６４２でＮＯ）は、キャリブレーションをステップＳ６０１から再度行う。一方、静電容量Ｐ５と静電容量Ｂｎとが同一であった場合（ステップＳ６４２でＹＥＳ）は、キャリブレーションを終了する。
【０１０２】
図９に示すキャリブレーションでは、移動体１２１が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことができる（ステップＳ６３７、６４２）。
【０１０３】
一般に、静電容量は、湿度、温度、重力その他の環境の変化により変動しやすい。静電容量は、次式（Ｘ）で表すことができる。
Ｃ＝ε０εｓ・Ｓ／ｄ ・・・（Ｘ）
ここで、Ｃは静電容量、ε０は真空の誘電率、εｓは電極間の絶縁層の比誘電率、Ｓは電極面積、ｄは電極間隔である。
【０１０４】
例えば、湿度が変化することにより、比誘電率εｓが変化し、電極の吸水を伴うと、電極面積Ｓ及び電極間隔ｄも変化する。また、温度が変化した場合には、絶縁層の比誘電率εｓが変化し、構成部材の熱膨張を伴うと、電極面積Ｓ及び電極間隔ｄが変化する。さらにまた、アクチュエータの向き（姿勢）を変化させた場合、移動体への重力が変化することから、電極間隔ｄが変化する。
【０１０５】
アクチュエータの環境は、その実使用中に変化する可能性があり、これにより移動体電極と振動基板電極との間の静電容量が変化しやすい。第１実施形態に係るアクチュエータ装置では、このような静電容量の変化を判定するために一定時間、移動体１２１を動作させていない場合にて、静電容量を検出、確認し、最終移動後の静電容量と一定時間後の静電容量に差が発生した場合は、使用者に対して再度キャリブレーションを行うこと促す。
【０１０６】
促す方法としては、例えば、ランプの点灯や、表示ディスプレーへの表示があるが、これらに限定されない。また、図９に示すキャリブレーションのように、使用者に対してキャリブレーションを促さずに、自動的にキャリブレーションを行うこともできる。
【０１０７】
（第２実施形態）
次に、図１０、図１１を参照しつつ、第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００の構成について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１１は、慣性駆動アクチュエータ２００の構成を示す側面図である。なお、図１０においては、突き当て部２０５、２０６の図示を省略している。
【０１０８】
第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００においては、振動基板電極が１つのみであって、振動基板２０３の長手方向において、バネ２０４側から圧電素子２０２側へ向かうにつれて振動基板電極２１１の幅が狭くなっている点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１０９】
振動基板２０３の長手方向において振動基板電極２１１の幅が変化することにより、移動体２２１が一方の移動限界位置（突き当て部２０６に突き当たった位置）から他方の移動限界位置（突き当て部２０５に突き当たった位置）に移動するにつれて、移動体２２１の移動体電極２２２との間の静電容量が変化する。また、振動基板電極２１１の平面形状を三角形状としているため、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係となる。
【０１１０】
慣性駆動アクチュエータ２００の固定部材２０１、圧電素子２０２、バネ２０４、突き当て部２０５、２０６、永久磁石２０７、及び移動体２２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１１】
振動基板電極２１１は、振動基板２０３の上面に形成され、振動基板電極２１１の上面には絶縁層２１５が形成されている。振動基板電極２１１上には、絶縁層２１５を介して、移動体２２１が載置されている。移動体２２１の下面、すなわち振動基板電極２１１に対向する面には、移動体電極２２２が形成されている。移動体２２１は、振動基板２０３の変位にともなって、長板状の振動基板２０３の長手方向（図１０、図１１の左右方向）において、絶縁層２１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体２２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１１２】
圧電素子２０２、振動基板電極２１１、移動体２２１の移動体電極２２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路２３３が接続されている。さらに、振動基板電極２１１には、移動体２２１の移動体電極２２２と振動基板電極２１１との間の静電容量を検出する静電容量検出回路２３１が接続されている。静電容量検出回路２３１からの出力信号は、制御回路２３２に入力される。
【０１１３】
制御回路２３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ２００と、慣性駆動アクチュエータ２００に接続された静電容量検出回路２３１及び駆動回路２３３と、制御回路２３２と、を備える。
【０１１４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体２２１と振動基板電極２１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体２２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１１５】
（第３実施形態）
次に、図１２、図１３を参照しつつ、第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００の構成について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１３は、慣性駆動アクチュエータ３００の構成を示す側面図である。なお、図１２においては、突き当て部３０５、３０６の図示を省略している。
【０１１６】
第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００は、２つの振動基板電極３１１、３１２を備え、この振動基板電極３１１、３１２は、斜辺が互いに対向する直角三角形の平面形状を有している点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。すなわち、振動基板電極３１１は、振動基板３０３の長手方向において、バネ３０４側から圧電素子３０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極３１２は、圧電素子３０２側からバネ３０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１１７】
振動基板電極３１１、３１２は、その平面形状により、移動体３２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体３２１の移動体電極３２２との間の静電容量が移動量に比例してそれぞれ変化するように構成されている。
【０１１８】
慣性駆動アクチュエータ３００の固定部材３０１、圧電素子３０２、バネ３０４、突き当て部３０５、３０６、永久磁石３０７、及び移動体３２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
振動基板電極３１１、３１２は、振動基板３０３の上面に形成され、振動基板電極３１１、３１２の上面には絶縁層３１５が形成されている。振動基板電極３１１、３１２上には、絶縁層３１５を介して、移動体３２１が載置されている。移動体３２１の下面、すなわち振動基板電極３１１、３１２に対向する面には、移動体電極３２２が形成されている。
【０１２０】
移動体３２１は、振動基板３０３の変位にともなって、長板状の振動基板３０３の長手方向（図１２、図１３の左右方向）において、絶縁層３１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体３２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１２１】
圧電素子３０２、振動基板電極３１１、移動体３２１の移動体電極３２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路３３３が接続されている。さらに、振動基板電極３１１、３１２には、移動体３２１の移動体電極３２２と振動基板電極３１１、３１２との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路３３１が接続されている。
【０１２２】
静電容量検出回路３３１からの出力信号は、制御回路３３２に入力される。制御回路３３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ３００と、慣性駆動アクチュエータ３００に接続された静電容量検出回路３３１及び駆動回路３３３と、制御回路３３２と、を備える。
【０１２３】
静電容量検出回路３３１では、振動基板電極３１１と移動体電極３２２との間の静電容量と、振動基板電極３１２と移動体電極３２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体３２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体３２１の位置検出の観点からは、振動基板電極３１１、３１２の一方のみでもよい。
【０１２４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体３２１と振動基板電極３１１、３１２との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体３２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１２５】
（第４実施形態）
つづいて、図１４、図１５を参照しつつ、第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００の構成について説明する。ここで、図１４は、本発明の第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１５は、慣性駆動アクチュエータ４００の構成を示す側面図である。なお、図１４においては、突き当て部４０５、４０６の図示を省略している。
【０１２６】
第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００においては、振動基板電極１１１、１１２に代えて、２つの振動基板位置検出電極４１６、４１７と、これら振動基板位置検出電極４１６、４１７の間に配置された振動基板駆動電極４１１と、を振動基板４０３に形成した点が第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１２７】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極４１６、４１７は、直角三角形の平面形状を有し、斜辺が互いに対向するように配置されている。また、振動基板駆動電極４１１は、平行四辺形の平面形状を有し、二つの側辺が振動基板位置検出電極４１６、４１７の斜辺とそれぞれ対向するように配置されている。
【０１２８】
振動基板位置検出電極４１６、４１７は、その平面形状により、移動体４２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体４２１の移動体電極４２２との間の静電容量が移動量に比例してそれぞれ変化するように構成されている。
【０１２９】
慣性駆動アクチュエータ４００の固定部材４０１、圧電素子４０２、バネ４０４、突き当て部４０５、４０６、永久磁石４０７、及び移動体４２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７は、振動基板４０３の上面に形成され、振動基板駆動電極４１１の上面には絶縁層４１５が形成されている。振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７上には、絶縁層４１５を介して、移動体４２１が載置されている。移動体４２１の下面、すなわち振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７に対向する面には、移動体電極４２２が形成されている。移動体４２１は、振動基板４０３の変位にともなって、長板状の振動基板４０３の長手方向（図１４、図１５の左右方向）において、絶縁層４１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体４２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１３１】
圧電素子４０２、振動基板駆動電極４１１、移動体４２１の移動体電極４２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路４３３が接続されている。さらに、振動基板位置検出電極４１６、４１７には、移動体４２１の移動体電極４２２と振動基板位置検出電極４１６、４１６との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路４３１が接続されている。
【０１３２】
静電容量検出回路４３１からの出力信号は、制御回路４３２に入力される。制御回路４３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ４００と、慣性駆動アクチュエータ４００に接続された静電容量検出回路４３１及び駆動回路４３３と、制御回路４３２と、を備える。
【０１３３】
静電容量検出回路４３１では、振動基板位置検出電極４１６と移動体電極４２２との間の静電容量と、４１７と移動体電極４２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体４２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体４２１の位置検出は、振動基板位置検出電極４１６、４１７の一方のみでも良い。
【０１３４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体４２１と振動基板駆動電極４１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体４２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１３５】
（第５実施形態）
【０１３６】
つづいて、図１６、図１７を参照しつつ、第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００の構成について説明する。ここで、図１６は、本発明の第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１７は、慣性駆動アクチュエータ５００の構成を示す側面図である。なお、図１６においては、突き当て部５０５、５０６の図示を省略している。
【０１３７】
第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００においては、振動基板電極１１１、１１２に代えて、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７と、これら振動基板位置検出電極５１６、５１７の間に配置された振動基板駆動電極５１１と、を振動基板５０３に形成した点が第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１３８】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７は、コの字状の平面形状を有し、先端が互いに対向するように配置されている。また、振動基板駆動電極５１１は、長方形の平面形状を有し、振動基板位置検出電極５１６と振動基板位置検出電極５１７で囲まれて形成される領域に、振動基板位置検出電極５１６、５１７とそれぞれ離間して配置されている。
【０１３９】
また、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間位置において、振動基板位置検出電極５１６と振動基板位置検出電極５１７とを互いに離間させていることにより、この離間部分では静電容量の値が大きくかわるため、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間位置を容易に検出することができる。
【０１４０】
ここで、振動基板位置検出電極５１６、５１７は、移動体５２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置へ向かう方向に移動するにつれて、移動体５２１の移動体電極５２２との間の静電容量が変化するように構成されることが好ましい。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。このためには、例えば、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に向かう方向に移動するにつれて、移動体５２１と振動基板位置検出電極５１６、５１７との距離が小さくなるように、振動基板位置検出電極５１６、５１７の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１４１】
慣性駆動アクチュエータ５００の固定部材５０１、圧電素子５０２、バネ５０４、突き当て部５０５、５０６、永久磁石５０７、及び移動体５２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４２】
振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７は、振動基板５０３の上面に形成され、振動基板駆動電極５１１の上面には絶縁層５１５が形成されている。振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７上には、絶縁層５１５を介して、移動体５２１が載置されている。
【０１４３】
移動体５２１の下面、すなわち振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７に対向する面には、移動体電極５２２が形成されている。移動体５２１は、振動基板５０３の変位にともなって、長板状の振動基板５０３の長手方向（図１６、図１７の左右方向）において、絶縁層５１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体５２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１４４】
圧電素子５０２、振動基板駆動電極５１１、移動体５２１の移動体電極５２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路５３３が接続されている。さらに、振動基板位置検出電極５１６、５１７には、移動体５２１の移動体電極５２２と振動基板位置検出電極５１６、５１７との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路５３１が接続されている。
【０１４５】
静電容量検出回路５３１からの出力信号は、制御回路５３２に入力される。制御回路５３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ５００と、慣性駆動アクチュエータ５００に接続された静電容量検出回路５３１及び駆動回路５３３と、制御回路５３２と、を備える。
【０１４６】
静電容量検出回路５３１では、振動基板位置検出電極５１６と移動体電極５２２との間の静電容量と、振動基板位置検出電極５１７と移動体電極５２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体５２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体５２１の位置検出は、振動基板位置検出電極５１６、５１７の一方のみでも良い。
【０１４７】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体５２１と振動基板駆動電極５１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体５２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１４８】
（第６実施形態）
次に、図１８、図１９を参照しつつ、第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の構成について説明する。図１８は、本発明の第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１９は、慣性駆動アクチュエータ６００の構成を示す側面図である。なお、図１８においては、突き当て部６０５、６０６の図示を省略している。
【０１４９】
第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００は、２つの振動基板電極６１１、６１２を備え、この振動基板電極６１１、６１２は、斜辺が互いに対向する台形の平面形状を有している点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。すなわち、振動基板電極６１１は、振動基板電極６１２側の部分において、バネ６０４側から圧電素子６０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極６１２は、振動基板電極６１１側の部分において、圧電素子６０２側からバネ６０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１５０】
振動基板電極６１１、６１２は、移動体６２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体６２１の移動体電極６２２との間の静電容量が増加するように構成されている。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。このためには、振動基板電極６１１、６１２の平面形状に加えて、例えば、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に向かうにつれて、移動体６２１と振動基板電極６１１、６１２との距離が小さくなるように、振動基板電極６１１、６１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１５１】
慣性駆動アクチュエータ６００の固定部材６０１、圧電素子６０２、バネ６０４、突き当て部６０５、６０６、永久磁石６０７、及び移動体６２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５２】
振動基板電極６１１、６１２は、振動基板６０３の上面に形成され、振動基板電極６１１、６１２の上面には絶縁層６１５が形成されている。振動基板電極６１１、６１２上には、絶縁層６１５を介して、移動体６２１が載置されている。移動体６２１の下面、すなわち振動基板電極６１１、６１２に対向する面には、移動体電極６２２が形成されている。
【０１５３】
移動体６２１は、振動基板６０３の変位にともなって、長板状の振動基板６０３の長手方向（図１８、図１９の左右方向）において、絶縁層６１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体６２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１５４】
圧電素子６０２、振動基板電極６１１、６１２、移動体６２１の移動体電極６２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路６３３が接続されている。さらに、振動基板電極６１１、６１２には、移動体６２１の移動体電極６２２と振動基板電極６１１、６１２との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路６３１が接続されている。
【０１５５】
静電容量検出回路６３１からの出力信号は、制御回路６３２に入力される。制御回路６３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ６００と、慣性駆動アクチュエータ６００に接続された静電容量検出回路６３１及び駆動回路６３３と、制御回路６３２と、を備える。
【０１５６】
静電容量検出回路６３１では、振動基板電極６１１と移動体電極６２２との間の静電容量と、振動基板電極６１２と移動体電極６２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体６２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。
【０１５７】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体６２１と振動基板電極６１１、６１２との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体６２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
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必要な小型機器に有用である。
【符号の説明】
【０１５９】
１００ 慣性駆動アクチュエータ
１０１ 固定部材
１０２ 圧電素子
１０３ 振動基板
１０４ バネ
１０５、１０６ 突き当て部
１０７ 永久磁石
１１１、１１２ 振動基板電極
１１５ 絶縁層
１２１ 移動体
１２２ 移動体電極
１３１ 静電容量検出回路
１３２ 制御回路
１３３ 駆動回路
２００ 慣性駆動アクチュエータ
２０１ 固定部材
２０２ 圧電素子
２０３ 振動基板
２０４ バネ
２０５、２０６ 突き当て部
２０７ 永久磁石
２１１ 振動基板電極
２１５ 絶縁層
２２１ 移動体
２２２ 移動体電極
２３１ 静電容量検出回路
２３２ 制御回路
２３３ 駆動回路
３００ 慣性駆動アクチュエータ
３０１ 固定部材
３０２ 圧電素子
３０３ 振動基板
３０４ バネ
３０５、３０６ 突き当て部
３０７ 永久磁石
３１１、３１２ 振動基板電極
３１５ 絶縁層
３２１ 移動体
３２２ 移動体電極
３３１ 静電容量検出回路
３３２ 制御回路
３３３ 駆動回路
４００ 慣性駆動アクチュエータ
４０１ 固定部材
４０２ 圧電素子
４０３ 振動基板
４０４ バネ
４０５、４０６ 突き当て部
４０７ 永久磁石
４１１ 振動基板駆動電極
４１５ 絶縁層
４１６、４１７ 振動基板位置検出電極
４２１ 移動体
４２２ 移動体電極
４３１ 静電容量検出回路
４３２ 制御回路
４３３ 駆動回路
５００ 慣性駆動アクチュエータ
５０１ 固定部材
５０２ 圧電素子
５０３ 振動基板
５０４ バネ
５０５、５０６ 突き当て部
５０７ 永久磁石
５１１ 振動基板駆動電極
５１５ 絶縁層
５１６、５１７ 振動基板位置検出電極
５２１ 移動体
５２２ 移動体電極
５３１ 静電容量検出回路
５３２ 制御回路
５３３ 駆動回路
６００ 慣性駆動アクチュエータ
６０１ 固定部材
６０２ 圧電素子
６０３ 振動基板
６０４ バネ
６０５、６０６ 突き当て部
６０７ 永久磁石
６１１、６１２ 振動基板電極
６１５ 絶縁層
６２１ 移動体
６２２ 移動体電極
６３１ 静電容量検出回路
６３２ 制御回路
６３３ 駆動回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法、慣性駆動アクチュエータ装置及び移動体の位置算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２０は、従来のアクチュエータ９２０の構成を示す側面図である。図２０に示すように、アクチュエータ９２０は、電気機械変換素子の１つである圧電素子９１１、駆動軸９１２、駆動軸９１２に摩擦結合した移動体９１３、及び、アクチエータ９２０のフレーム９１４を備える。圧電素子９１１の一端はフレーム９１４に固定され、圧電素子９１１の他端には駆動軸９１２が固定されている。
【０００３】
また、検出部材９２１は、移動体９１３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９１３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９１４に固定されている。駆動軸９１２、移動体９１３、及び検出部材（固定電極）９２１は、導電性の材料で構成されている。検出部材９２１は、移動体９１３に対向する面に、電極９２１を構成しており、電極９２１と移動体９１３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。
【０００４】
図２１は、検出部材９２１の構成及び移動体９１３との関係を示す平面図である。図２１に示すように、検出部材９２１は、絶縁体９２１ｐの上に、直角三角形の第１電極９２１ａと第２電極９２１ｂとが、斜辺を対向させて形成されている。駆動回路９１８（図２０）から出力された駆動波形は、圧電素子９１１に印加されると共に、駆動軸９１２を経て移動体９１３にも供給される。
【０００５】
図２１に示す状態例のように、移動体９１３と第１電極９２１ａとが互いに対向するとともに、移動体９１３と第２電極９２１ｂとが互いに対向しており、それぞれ静電容量結合している。このため、移動体９１３に印加される駆動波形は、第１電極９２１ａ及び第２電極９２１ｂに向けてそれぞれ流れる。第１電極９２１ａ及び第２電極９２１ｂに向けて流れる電流ｉは検出回路９１９で検出され、制御回路９１７に入力される。
【０００６】
ここで、一例として、移動体９１３が、第１電極９２１ａ側から第２電極９２１ｂ側に向けて矢印ａ方向（図２１）に移動する場合について説明する。移動体９１３の移動により、移動体９１３と第１電極９２１ａとの間の対向電極面積は次第に減少して両者間の静電容量Ｃａは次第に減少する一方、移動体９１３と第２電極９２１ｂとの間の対向電極面積は次第に増加して両者間の静電容量Ｃｂは次第に増加する。従って、移動体９１３の移動にともなって、移動体９１３から第１電極９２１ａに流れる電流ｉａは次第に減少し、移動体９１３から第２電極９２１ｂに流れる電流ｉｂは次第に増加する。
【０００７】
これに対して、移動体９１３が第２電極９２１ｂ側から第１電極９２１ａ側に向けて、矢印ａと反対方向に移動する場合は、移動体９１３と第１電極９２１ａとの間の対向電極面積は次第に増加して両者間の静電容量Ｃａは次第に増加するとともに、移動体９１３と第２電極９２１ｂとの間の対向電極面積は次第に減少して両者間の静電容量Ｃｂは次第に減少する。したがって、移動体９１３から第１電極９２１ａに流れる電流ｉａは次第に増大し、移動体９１３から第２電極９２１ｂに流れる電流ｉｂは次第に減少する。
【０００８】
以上のように、移動体９１３の移動にともなって増減する、電流ｉａの大きさと電流ｉｂの大きさとを互いに比較することで、移動体９１３の検出部材９２１に対する位置を求めることができるほか、電流ｉａ及び電流ｉｂの大きさが変化する方向により移動体９１３の移動方向を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１８５４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のアクチュエータ９２０では、湿度、温度、重力、経年変化などの影響により、静電容量の検出値が、アクチュエータ９２０を組み立てたときの初期検出値と異なってしまう。このため、実際の静電容量（電流）の検出値に対して、組み立て時に設定した静電容量と位置情報の関係を適用すると、検出部材９２１に対する移動体９１３の位置を正確に検出することができなくなる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体と電極との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体の絶対位置を確実かつ正確に算出することのできる慣性駆動アクチュエータに関する技術について提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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のキャリブレーション方法は、移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、移動体に設けられた移動体電極と、振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、静電容量検出ステップにおいて検出された、一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、静電容量記憶ステップにおいて記憶された一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、を備え、比率算出ステップで算出した比率を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における移動体の絶対位置を算出可能としたことを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係であることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、静電容量記憶ステップにおいて記憶された静電容量を比較する静電容量比較ステップを有することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、移動体が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことが好ましい。
【００１６】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、他方の移動限界位置から一方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、をそれぞれ測定、計算し、各１駆動波形あたりの移動量を一方または個別に記憶することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、１駆動波形あたりの移動量を計算する際に、少なくとも１度、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲の中心側へ移動することが好ましい。
【００１８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、振動基板電極が複数あり、それぞれの振動基板電極と移動体電極との静電容量を比較、演算することにより、移動体の位置情報を算出することが好ましい。
【００１９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、振動基板電極が、駆動用電極及び位置検出用電極の一方または両方を持つことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、キャリブレーションの結果を確認するための確認ステップを有することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法では、確認ステップにおいて、正しくキャリブレーションが行われていないことが確認された場合には、再度キャリブレーションを行うことが好ましい。
【００２２】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置は、移動手段により往復移動される振動基板と、移動手段に駆動信号を印加する駆動回路と、振動基板に対して慣性により移動する移動体と、移動体の移動限界距離を規制する突き当て部と、移動体に設けられた移動体電極と振動基板に設けられた振動基板電極とが対向する部分の静電容量を検出する静電容量検出回路と、静電容量検出回路が検出した静電容量を記憶する静電容量記憶部と、静電容量記憶部に記憶された静電容量と移動限界距離との比率を算出する比率演算部と、
静電容量検出回路によって検出された静電容量と比率記憶部に記憶された比率とに基づいて、移動体の絶対位置を計算する絶対位置演算部と、を備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置においては、移動体が導電材料を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の慣性駆動アクチュエータ装置においては、振動基板の移動体とは反対側に永久磁石が配置されるとともに、移動体が磁性材料を含むことが好ましい。
【００２５】
また、本発明の位置算出方法は、移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る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は、移動体と電極との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体の絶対位置を確実かつ正確に算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第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側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーションの流れの概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータのキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態の第１変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態の第２変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態の第３変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態の第４変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第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側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第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側面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の第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側面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の第５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。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータを含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の第６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。
【図２０】従来のアクチュエータ９２０の構成を示す側面図である。
【図２１】従来の検出部材の構成及び移動体との関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る慣性駆動アクチュエータ及び慣性駆動アクチュエータ装置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。
【００２９】
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１００の構成について説明する。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１００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図２は、慣性駆動アクチュエータ１００の構成を示す側面図である。なお、図１においては、突き当て部１０５、１０６の図示を省略している。以下の説明では、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ１００と、慣性駆動アクチュエータ１００に接続された静電容量検出回路１３１及び駆動回路１３３と、制御回路１３２と、を備える。
【００３０】
慣性駆動アクチュエータ１００は、固定部材１０１と、圧電素子１０２と、固定部材１０１上に変位可能に載置された振動基板１０３と、バネ１０４と、固定部材１０１上に形成された突き当て部１０５、１０６と、振動基板１０３上に配置された振動基板電極１１１、１１２と、移動体１２１と、を備える。また、固定部材１０１の下側には永久磁石１０７が配置されている。
【００３１】
固定部材１０１の内側面１０１ａには、圧電素子１０２の一端が隣接している。この圧電素子１０２の他端は、振動基板１０３の右側面１０３ａに隣接している。
【００３２】
振動基板１０３を介して圧電素子１０２と対向するように、バネ１０４が配置されている。すなわち、バネ１０４は、一端が固定部材１０１の内側面１０１ｄに隣接するとともに、他端が振動基板１０３の左側面１０３ｄに隣接している。
【００３３】
慣性駆動アクチュエータ１００においては、圧電素子１０２が伸張して振動基板１０３が変位したときにバネ１０４が振動基板１０３を支持し、圧電素子１０２が収縮すると、振動基板１０３はバネ１０４の弾性力によってもとの位置へ変位する。すなわち、バネ１０４は、圧電素子１０２の伸縮を振動基板１０３へ伝達する補助を行っている。なお、圧電素子１０２の両端及びバネ１０４の両端は、固定部材１０１及び／又は振動基板１０３に固定されていてもよい。
【００３４】
振動基板１０３の上面には振動基板電極１１１、１１２が形成され、振動基板電極１１１、１１２の上面には絶縁層１１５が形成されている。振動基板電極１１１、１１２上には、絶縁層１１５を介して、移動体１２１が載置されている。移動体１２１の下面、すなわち振動基板電極１１１、１１２に対向する面には、移動体電極１２２が形成されている。
【００３５】
移動体１２１は、振動基板１０３の変位にともなって、長板状の振動基板１０３の長手方向（図１、図２の左右方向）において、絶縁層１１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体１２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００３６】
圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、移動体１２１の移動体電極１２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路１３３が接続されている。さらに、振動基板電極１１１、１１２には、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量を検出する静電容量検出回路１３１が接続されている。静電容量検出回路１３１からの出力信号は、制御回路１３２に入力される。
【００３７】
図３を参照しつつ、制御回路１３２における処理の概要について説明する。ここで図３は、制御回路１３２の構成を示すブロック図である。制御回路１３２は、静電容量記憶部１３２ａ、比率演算部１３２ｂ、比率記憶部１３２ｃ、現在位置演算部１３２ｄ、及び駆動信号演算部１３２ｅを備える。
【００３８】
まず、静電容量検出回路１３１から入力された検出結果としての静電容量は、静電容量記憶部１３２ａに記憶される。記憶される静電容量は、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１との間の静電容量、及び、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との間の静電容量であって、比率演算部１３２ｂにおいて、これら検出された静電容量に基づく移動体の移動距離と静電容量との比率が算出され、この演算結果は比率記憶部１３２ｃに記憶される。
【００３９】
比率演算部１３２ｂによる演算結果は現在位置演算部１３２ｄへ出力され、現在位置演算部１３２ｄにおいて、振動基板１０３上における移動体１２１の絶対位置（現在位置）が算出される。さらに、駆動信号演算部１３２ｅにおいて、比率演算部１３２ｂによる演算結果及び現在位置演算部１３２ｄによる演算結果に基づいて、振動基板電極１１１、１１２、及び圧電素子１０２を駆動させるための駆動信号が生成される。
【００４０】
生成された駆動信号は、駆動回路１３３に出力される。駆動回路１３３は、制御回路１３２から入力された駆動信号によって振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２を駆動する。
【００４１】
固定部材１０１のバネ１０４側の端部上面には、バネ１０４、及び、絶縁層１１５のバネ１０４側の端部を上から覆うように突き当て部１０５が形成されている。また、固定部材１０１の圧電素子１０２側の端部上面には、圧電素子１０２、及び、絶縁層１１５の圧電素子１０２側の端部を上から覆うように突き当て部１０６が形成されている。
【００４２】
突き当て部１０５、１０６により、移動体１２１の移動範囲が規制される。すなわち、移動体１２１が突き当て部１０５、１０６とそれぞれ接触する位置が両端の移動限界位置であり、これらの移動限界位置間の距離が移動体１２１の移動できる最大距離（移動限界距離）となる。
【００４３】
（位置検出原理）
ここで、移動体１２１の検出方式について説明する。移動体１２１の位置検出も慣性駆動アクチュエータ１００の駆動と同様に移動体１２１に設けられた移動体電極１２２と振動基板１０３に設けられた振動基板電極１１１、１１２を用いて行う。移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２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。
移動体電極１２２と振動基板電極１１１との対向する部分の面積に相当する静電容量と、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との対向する部分の面積に相当する静電容量と、を比較または差分を検出することによって、移動体１２１の振動基板１０３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１２１を図１又は図２において、紙面右側に移動させると移動体電極１２２と振動基板電極１１１との対向面積が大きくなるため、振動基板電極１１１と移動体電極１２２との間の静電容量は大きくなる。一方で、移動体電極１２２と振動基板電極１１２との対向面積は次第に小さくなるため、振動基板電極１１２と移動体電極１２２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の位置を高精度に把握することが可能である。
【００４４】
本実施例では移動体１２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体１２１と振動基板電極電極との間の静電容量が増加するように構成されている。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。
【００４５】
なお、移動限界位置は、突き当て部１０５、１０６のいずれを一方の移動限界位置に設定することもできる。また、移動体の位置と静電容量との関係は、位置の変化に伴って静電容量が変化すれば比例関係でなくてもよい。
【００４６】
以上の構成により、振動基板電極１１１、１１２、及び圧電素子１０２に駆動電圧を印加すると、振動基板１０３は、圧電素子１０２の変位の方向に変位する。このように振動基板１０３が変位すると、振動基板１０３上の移動体１２１は、突き当て部１０５、１０６によって定まる移動限界位置間の移動範囲内において、慣性により移動可能で、振動基板１０３に対する相対的な位置を検出することが可能である。
【００４７】
ここで、移動体１２１が右方向（突き当て部１０６側へ向かう方向）に移動する場合を例にとって、慣性駆動アクチュエータ１００の駆動原理をより具体的に説明する。
まず、駆動回路１３３から急峻な立ち上がりの電圧を圧電素子１０２へ印加すると、圧電素子１０２は、急激に膨張して左方向（バネ１０４側へ向かう方向）へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴って、振動基板１０３も急激に左方向へ変位する。
【００４８】
このとき、振動基板１０３に形成された振動基板電極１１１、１１２の電圧と、移動体１２１の移動体電極１２２の電圧と、を同電位にしてあると、振動基板電極１１１、１１２と移動体電極１２２との間に静電吸着力が発生しないため、移動体１２１の慣性により、移動体１２１はその位置に留まる。
【００４９】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち下げると、圧電素子１０２は急激に縮む。その際、圧電素子１０２と振動基板１０３とを押圧するバネ１０４の弾性力により、圧電素子１０２が急激に右方向へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴い、振動基板１０３も急激に右方向へ変位する。このとき、振動基板１０３の振動基板電極１１１、１１２の電圧と、移動体１２１の移動体電極１２２の電圧と、の間に電位差を与えて静電吸着力を発生させると、振動基板電極１１１、１１２と移動体１２１の移動体電極１２２との間の摩擦力が増大する。従って、振動基板１０３の変位とともに移動体１２１も右方向へ移動する。
【００５０】
以上の操作を繰り返すことにより、移動体１２１を振動基板１０３に対して右方向へ移動させることができる。
【００５１】
つづいて、図４から図９を参照して、慣性駆動アクチュエータ１００のキャリブレーション方法について説明する。
【００５２】
まず、図４を参照しつつ、キャリブレーションの概要について説明する。図４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１００のキャリブレーションの流れの概要を示すフローチャートである。以下の説明において、一方の移動限界位置は、移動体１２１が慣性駆動アクチュエータ１００の一方の突き当て部１０５に接した位置であり、他方の移動限界位置は、移動体１２１が慣性駆動アクチュエータ１００の他方の突き当て部１０６に接した位置としており、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量は、移動体１２１が突き当て部１０５側から突き当て部１０６側へ移動するほど大きくなる。
【００５３】
キャリブレーション開始後、まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ１０１）。
【００５４】
次に、一方の移動限界位置における、静電容量Ｂｎを検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ１０２）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ１０３）。
【００５５】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ１０４）、他方の移動限界位置における、静電容量Ａｎを検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ１０５）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ１０６）。
【００５６】
静電容量記憶部１３２ａに記憶された静電容量Ａｎ、Ｂｎを次式（Ｉ）に適用して、一方及び他方の移動限界位置での静電容量と、一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離ｌと、の比率Ｘ１を算出する（比率算出ステップ、ステップＳ１０７）。
Ｘ１＝ｌ／（Ａｎ−Ｂｎ） ・・・（Ｉ）
このＸ１は、現在（キャリブレーション時）の静電容量と組み立て時に設定された移動限界距離（ｌ）を関連付けた比率値となる。算出された比率Ｘ１は比率記憶部１３２ｃに記憶され、以上でキャリブレーションが終了する。なお、距離ｌは、慣性駆動アクチュエータ１００の組み立て時に規定されているものでも良く、また突き当て部１０５，１０６に規定されるものでも良い。
【００５７】
このようなキャリブレーションを行うことによって、比率算出ステップで算出した比率Ｘ１を用いて、一方及び他方の移動限界位置間における現在の移動体１２１の絶対位置（現在位置）が算出可能となる。絶対位置の算出は、次式（ＩＩ）によって行う。
絶対位置＝移動体１２１の現在位置での静電容量×Ｘ１ …（ＩＩ）
【００５８】
つづいて、図５を参照しつつ、キャリブレーションについてより具体的に説明する。図５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１００のキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図５のステップＳ２０１からステップＳ２０６は、図４のステップＳ１０１からステップＳ１０６にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００５９】
一方の移動限界位置での静電容量Ｂｎ、及び、他方の移動限界位置での静電容量Ａｎを、静電容量記憶部１３２ａにそれぞれ記憶（ステップＳ２０３、２０６）した後に、確認ステップ（ステップＳ２０７からＳ２１３）を行う。確認ステップ終了後は、図４のステップＳ１０７と同様の比率算出ステップ（ステップＳ２１４）を行う。
【００６０】
確認ステップでは、静電容量検出の信頼性を向上させるために、再度、一方の移動限界位置での静電容量（Ｂｎ＋１）、及び、他方の移動限界位置での静電容量（Ａｎ＋１）を測定する。
【００６１】
具体的には、まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ２０７）。次に、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎ＋１を検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ２０８）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ２０９）。
【００６２】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ２１０）、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎ＋１を検出する（静電容量検出ステップ、ステップＳ２１１）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（静電容量記憶ステップ、ステップＳ２１２）。
【００６３】
次に、記憶された静電容量Ａｎ、Ａｎ＋１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１を互いにを比較する（静電容量比較ステップ、ステップＳ２１３）。具体的には、Ａｎ＝Ａｎ＋１、及び、Ｂｎ＝Ｂｎ＋１、の２式をそれぞれ満足しているかどうかを比較する。これらの２式の両方を満足している場合は、比率算出ステップ（ステップＳ２１４）を実行する。一方、これらの２式の一方又は両方を満足しない場合は、両式を満足するまで確認ステップを繰り返す。
【００６４】
つづいて、図６を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図６は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図６のステップＳ３０１からステップＳ３１４は、図５のステップＳ２０１からステップＳ２１４にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００６５】
図６に示すキャリブレーションでは、比率算出（ステップＳ３１４）につづいて、１駆動波形あたりの移動量を計算する（ステップＳ３１５からステップＳ３２２）。
【００６６】
まず、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ３１５）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。次に、移動を終了した位置における静電容量Ｐ１を検出する（ステップＳ３１６）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ３１７）。
【００６７】
つづいて、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ａｎ、静電容量Ｐ１、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を算出する（ステップＳ３１８）。算出は次式（ＩＩＩ）を用いて行う。
Ｈ１＝（Ａｎ−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＩＩ）
算出された変位量Ｈ１は比率記憶部１３２ｃや、例えばＣＰＵに記憶される。
【００６８】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ３１９）。この移動においても、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ２を検出する（ステップＳ３２０）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ３２１）。
【００６９】
さらに、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ｐ１、Ｐ２、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ３２２）。算出は次式（ＩＶ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＶ）
算出された変位量Ｈ２は比率記憶部１３２ｃや、例えばＣＰＵに記憶される。
【００７０】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ３２３）。
【００７１】
つづいて、図７を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図７は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図７のステップＳ４０１からステップＳ４１８は、図６のステップＳ３０１からステップＳ３１８にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００７２】
図７に示すキャリブレーションでは、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１の算出の後に、中心位置への移動波形数を算出（ステップＳ４１９）し、移動体１２１を中心位置に移動して静電容量を検出した後に、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量を算出する（ステップＳ４２０からＳ４２６）。それぞれの工程について、以下に詳細に説明する。
【００７３】
中心位置への移動波形数ｍ２の算出（ステップＳ４１９）は、次式（Ｖ）によって行う。
ｍ２＝（（Ａｎ−Ｂｎ）／２−Ｐ１）／Ｈ１ ・・・（Ｖ）
ここで、中心位置とは、慣性駆動アクチュエータ１００の組み立て時に測定した、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間の位置である。
また、算出された波形数ｍ２は静電容量記憶部１３２ａに記憶される。
【００７４】
ここで、波形数ｍ２は、中心位置への移動波形数ではなく、中心側へ向かう移動波形数であってもよい。波形数ｍ２の算出は、他方の移動限界位置へ向かう方向の１駆動波形あたりの移動量の算出にあたって、波形数をｍ１としたときに、移動体１２１が突き当て部１０６に突きあたり、正しく１駆動波形あたりの移動量が計算できないことを避けるために、いったん中心側へ移動体１２１を移動させる量を定めるものである。
【００７５】
慣性駆動アクチュエータは、動作方向によっては重力の影響を受けることがある。特に垂直方向へ動作させる場合には影響が大きくなる。このような場合に対応するために、一方の移動限界位置への方向、他方の移動限界位置への方向への１駆動波形の移動量が異なることを考慮し、中心側へ移動させることとし、一方から他方、また他方から一方へ駆動する際の１駆動波形あたりの変位量を算出、記憶することとしている。
【００７６】
また、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との移動範囲内において、一方の移動限界位置からの距離と静電容量とは、比例関係が成り立っているので、静電容量Ａｎと静電容量Ｂｎの中間値が中心位置での静電容量とわかる。
【００７７】
また、「中心付近」と記載しているのは、ステップＳ４１９では、一方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量は算出されているが、他方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量は算出されていないため、中心位置より一方の移動限界位置へ向かう方向に移動体１２１があった場合、他方の移動限界位置へ向かう方向へ移動させるが、一方の移動限界位置へ向かう方向への１駆動波形あたりの移動量（変位量Ｈ１）を使用するためである。
【００７８】
つづいて、式（Ｖ）で算出した波形数ｍ２だけ圧電素子１０２を駆動して、移動体１２１を中心位置へ移動させ（ステップＳ４２０）、中心位置での静電容量を検出する（ステップＳ４２１）。検出された静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ４２２）。
【００７９】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ４２３）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ１としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ３を検出する（ステップＳ４２４）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ４２５）。
【００８０】
さらに、静電容量記憶部１３２ａに記憶されている、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ４２６）。算出は次式（ＶＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩ）
算出された変位量Ｈ２は比率記憶部１３２ｃに記憶される。
【００８１】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ４２７）。
【００８２】
次に、図８を参照しつつ、キャリブレーションについてさらに説明する。図８は、本発明の第１実施形態の第３変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図８のステップＳ５０１からステップＳ５１７、ステップＳ５２１からステップＳ５２８、ステップＳ５３２、及びステップＳ５３３は、図７のステップＳ４０１からステップＳ４１７、ステップＳ４１８からステップＳ４２５、ステップＳ４２６、及びステップＳ４２７にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００８３】
図８に示すキャリブレーションでは、比率算出ステップ（ステップＳ５１４）終了後、一方の移動限界位置へ向かう方向にｍ１パルス分移動して静電容量Ｐ１を検出、記憶（ステップＳ５１５からＳ５１７）した後に、検出した静電容量Ｐ１と、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎと、を比較する（比較ステップ、ステップＳ５１８）。
【００８４】
これら二つの静電容量Ｂｎ、Ｐ１が互いに同一であった場合（ステップＳ５１８でＹＥＳ）、ｍ１の駆動波形数以内に、移動体１２１が突き当て部１０５まで達したこととなる。この場合、比率Ｘ１を正しく測定できていない可能性があるため、再度他方限界位置へ移動（ステップＳ５１９）した後に、駆動波形数ｍ１を、いままでの値の半分に値に置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５２０）、このｍ１の波形数だけ駆動電圧を出力して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向へ駆動させる（ステップＳ５１５）。その後、再び静電容量Ｐ１を検出し、静電容量Ｐ１を上書き記憶する（ステップＳ５１６、Ｓ５１７）。
【００８５】
その後、記憶された静電容量Ｐ１、Ｂｎを互いに比較し（ステップＳ５１８）、これらの静電容量が互いに同一ではなくなるまで、他方限界位置への移動（ステップＳ５１９）、駆動波形数ｍ１の置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５２０）、移動体１２１の一方の移動限界位置へ向かう方向への駆動（ステップＳ５１５）、及び、静電容量Ｐ１の検出・記憶（ステップＳ５１６、５１７）を繰り返す。
【００８６】
一方、静電容量Ｂｎ、Ｐ１が互いに同一ではなかった場合（ステップＳ５１８でＮＯ）、静電容量Ａｎ、静電容量Ｐ１、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、一方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を算出する（ステップＳ５２１）。算出は次式（ＩＩＩ）を用いて行う。
Ｈ１＝（Ａｎ−Ｐ１）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＩＩＩ）
【００８７】
変位量Ｈ１の算出後は、図７に示すキャリブレーションと同様に、中心位置への移動波形数ｍ２の算出（ステップＳ５２２）、
波形数ｍ２分駆動した後の静電容量Ｐ２の検出、記憶（ステップＳ５２３からＳ５２５）、及び、他方の移動限界位置へ向かう方向へ波形数ｍ１だけ移動した後の静電容量Ｐ３の検出、記憶（ステップＳ５２６からＳ５２８）を行う。
【００８８】
その後、検出した静電容量Ｐ３と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ５２９）。
【００８９】
これら二つの静電容量Ａｎ、Ｐ３が互いに同一であった場合（ステップＳ５２９でＹＥＳ）、ｍ１の駆動波形数以内に、移動体１２１が突き当て部１０６まで達したこととなる。この場合、比率Ｘ１を正しく測定できていない可能性があるため、再度一方限界位置へ移動（ステップＳ５３０）した後に、駆動波形数ｍ１を、いままでの値の半分に値に置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５３１）、このｍ１の波形数だけ駆動電圧を出力して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向へ駆動させる（ステップＳ５２６）。その後、再び静電容量Ｐ３を検出し、静電容量Ｐ３を上書き記憶する（ステップＳ５２７、Ｓ５２８）。
【００９０】
その後、記憶された静電容量Ｐ３、Ａｎを互いに比較し（ステップＳ５２９）、これらの静電容量が互いに同一ではなくなるまで、一方限界位置への移動（ステップＳ５３０）、駆動波形数ｍ１の置き換え（ｍ１＝ｍ１／２）（ステップＳ５３１）、移動体１２１の他方の移動限界位置へ向かう方向への駆動（ステップＳ５５２６）、及び、静電容量Ｐ３の検出・記憶（ステップＳ５２７、５２８）を繰り返す。
【００９１】
一方、静電容量Ａｎ、Ｐ３が互いに同一ではなかった場合（ステップＳ５２９でＮＯ）、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップＳ５３２）。算出は次式（ＶＩＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ３−Ｐ２）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩＩ）
【００９２】
以上のように１駆動波形あたりの変位量Ｈ１、Ｈ２の測定を終えた後に、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ５３３）。
【００９３】
つづいて、図９を参照しつつ、キャリブレーションについて、さらに具体的に説明する。図９は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。なお、一方の移動限界位置及び他方の移動限界位置は、図４に示す場合と同様であり、移動体１２１の移動体電極１２２と振動基板電極１１１、１１２との間の静電容量も図４の場合と同様である。また、図９のステップＳ６０１からステップＳ６３２は、図８のステップＳ５０１からステップＳ５３２にそれぞれ対応するため、その説明は省略する。
【００９４】
図９に示すキャリブレーションでは、他方の移動限界位置に向けて移動したときの静電容量Ｐ３（ステップＳ６２７）と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎ（ステップＳ６０５）と、を比較して、これらが同一でない場合（ステップＳ６２９でＮＯ）、静電容量Ｐ２、Ｐ３、波形数ｍ１、及び比率Ｘ１を用いて、他方の移動限界位置へ向かう方向における１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を算出する（ステップ６３２）。算出は次式（ＶＩＩ）を用いて行う。
Ｈ２＝（Ｐ３−Ｐ２）×Ｘ１／ｍ１ ・・・（ＶＩＩ）
【００９５】
次に、静電容量Ａｎ、Ｐ３、及び１駆動波形あたりの変位量Ｈ２を用いて、次式（ＶＩＩＩ）により、他方の移動限界位置へ移動させるための駆動波形数ｍ３を算出する（ステップＳ６３３）。
ｍ３＝（（Ａｎ−Ｐ３）／Ｈ２ ・・・（ＶＩＩＩ）
【００９６】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を他方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ６３４）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ３としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ４を検出する（ステップＳ６３５）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ６３６）。
【００９７】
次に、検出した静電容量Ｐ４と、他方の移動限界位置における静電容量Ａｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ６３７）。静電容量Ｐ４と静電容量Ａｎとが異なった場合（ステップＳ６３７でＮＯ）は、キャリブレーションをステップＳ６０１から再度行う。
【００９８】
これに対して、静電容量Ｐ４と静電容量Ａｎとが同一であった場合（ステップＳ６３７でＹＥＳ）は、静電容量Ｂｎ、Ｐ４、及び１駆動波形あたりの変位量Ｈ１を用いて、次式（ＩＸ）により、一方の移動限界位置へ移動させるための駆動波形数ｍ４を算出する（ステップＳ６３８）。
【００９９】
ｍ４＝（Ｐ４−Ｂｎ）／Ｈ１ ・・・（ＩＸ）
【０１００】
つづいて、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２２、及び圧電素子１０２に電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ向かう方向に移動させる（ステップＳ６３９）。この移動では、圧電素子１０２に印加する駆動波形の数をｍ４としている。移動終了後、その位置における静電容量Ｐ５を検出する（ステップＳ６４０）。検出した静電容量は静電容量記憶部１３２ａに記憶される（ステップＳ６４１）。
【０１０１】
次に、検出した静電容量Ｐ５と、一方の移動限界位置における静電容量Ｂｎと、を互いに比較する（比較ステップ、ステップＳ６４２）。静電容量Ｐ５と静電容量Ｂｎとが異なった場合（ステップＳ６４２でＮＯ）は、キャリブレーションをステップＳ６０１から再度行う。一方、静電容量Ｐ５と静電容量Ｂｎとが同一であった場合（ステップＳ６４２でＹＥＳ）は、キャリブレーションを終了する。
【０１０２】
図９に示すキャリブレーションでは、移動体１２１が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことができる（ステップＳ６３７、６４２）。
【０１０３】
一般に、静電容量は、湿度、温度、重力その他の環境の変化により変動しやすい。静電容量は、次式（Ｘ）で表すことができる。
Ｃ＝ε０εｓ・Ｓ／ｄ ・・・（Ｘ）
ここで、Ｃは静電容量、ε０は真空の誘電率、εｓは電極間の絶縁層の比誘電率、Ｓは電極面積、ｄは電極間隔である。
【０１０４】
例えば、湿度が変化することにより、比誘電率εｓが変化し、電極の吸水を伴うと、電極面積Ｓ及び電極間隔ｄも変化する。また、温度が変化した場合には、絶縁層の比誘電率εｓが変化し、構成部材の熱膨張を伴うと、電極面積Ｓ及び電極間隔ｄが変化する。さらにまた、アクチュエータの向き（姿勢）を変化させた場合、移動体への重力が変化することから、電極間隔ｄが変化する。
【０１０５】
アクチュエータの環境は、その実使用中に変化する可能性があり、これにより移動体電極と振動基板電極との間の静電容量が変化しやすい。第１実施形態に係るアクチュエータ装置では、このような静電容量の変化を判定するために一定時間、移動体１２１を動作させていない場合にて、静電容量を検出、確認し、最終移動後の静電容量と一定時間後の静電容量に差が発生した場合は、使用者に対して再度キャリブレーションを行うこと促す。
【０１０６】
促す方法としては、例えば、ランプの点灯や、表示ディスプレーへの表示があるが、これらに限定されない。また、図９に示すキャリブレーションのように、使用者に対してキャリブレーションを促さずに、自動的にキャリブレーションを行うこともできる。
【０１０７】
（第２実施形態）
次に、図１０、図１１を参照しつつ、第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００の構成について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１１は、慣性駆動アクチュエータ２００の構成を示す側面図である。なお、図１０においては、突き当て部２０５、２０６の図示を省略している。
【０１０８】
第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２００においては、振動基板電極が１つのみであって、振動基板２０３の長手方向において、バネ２０４側から圧電素子２０２側へ向かうにつれて振動基板電極２１１の幅が狭くなっている点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１０９】
振動基板２０３の長手方向において振動基板電極２１１の幅が変化することにより、移動体２２１が一方の移動限界位置（突き当て部２０６に突き当たった位置）から他方の移動限界位置（突き当て部２０５に突き当たった位置）に移動するにつれて、移動体２２１の移動体電極２２２との間の静電容量が変化する。また、振動基板電極２１１の平面形状を三角形状としているため、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係となる。
【０１１０】
慣性駆動アクチュエータ２００の固定部材２０１、圧電素子２０２、バネ２０４、突き当て部２０５、２０６、永久磁石２０７、及び移動体２２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１１】
振動基板電極２１１は、振動基板２０３の上面に形成され、振動基板電極２１１の上面には絶縁層２１５が形成されている。振動基板電極２１１上には、絶縁層２１５を介して、移動体２２１が載置されている。移動体２２１の下面、すなわち振動基板電極２１１に対向する面には、移動体電極２２２が形成されている。移動体２２１は、振動基板２０３の変位にともなって、長板状の振動基板２０３の長手方向（図１０、図１１の左右方向）において、絶縁層２１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体２２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１１２】
圧電素子２０２、振動基板電極２１１、移動体２２１の移動体電極２２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路２３３が接続されている。さらに、振動基板電極２１１には、移動体２２１の移動体電極２２２と振動基板電極２１１との間の静電容量を検出する静電容量検出回路２３１が接続されている。静電容量検出回路２３１からの出力信号は、制御回路２３２に入力される。
【０１１３】
制御回路２３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ２００と、慣性駆動アクチュエータ２００に接続された静電容量検出回路２３１及び駆動回路２３３と、制御回路２３２と、を備える。
【０１１４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体２２１と振動基板電極２１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体２２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１１５】
（第３実施形態）
次に、図１２、図１３を参照しつつ、第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００の構成について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１３は、慣性駆動アクチュエータ３００の構成を示す側面図である。なお、図１２においては、突き当て部３０５、３０６の図示を省略している。
【０１１６】
第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００は、２つの振動基板電極３１１、３１２を備え、この振動基板電極３１１、３１２は、斜辺が互いに対向する直角三角形の平面形状を有している点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。すなわち、振動基板電極３１１は、振動基板３０３の長手方向において、バネ３０４側から圧電素子３０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極３１２は、圧電素子３０２側からバネ３０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１１７】
振動基板電極３１１、３１２は、その平面形状により、移動体３２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体３２１の移動体電極３２２との間の静電容量が移動量に比例してそれぞれ変化するように構成されている。
【０１１８】
慣性駆動アクチュエータ３００の固定部材３０１、圧電素子３０２、バネ３０４、突き当て部３０５、３０６、永久磁石３０７、及び移動体３２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
振動基板電極３１１、３１２は、振動基板３０３の上面に形成され、振動基板電極３１１、３１２の上面には絶縁層３１５が形成されている。振動基板電極３１１、３１２上には、絶縁層３１５を介して、移動体３２１が載置されている。移動体３２１の下面、すなわち振動基板電極３１１、３１２に対向する面には、移動体電極３２２が形成されている。
【０１２０】
移動体３２１は、振動基板３０３の変位にともなって、長板状の振動基板３０３の長手方向（図１２、図１３の左右方向）において、絶縁層３１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体３２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１２１】
圧電素子３０２、振動基板電極３１１、移動体３２１の移動体電極３２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路３３３が接続されている。さらに、振動基板電極３１１、３１２には、移動体３２１の移動体電極３２２と振動基板電極３１１、３１２との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路３３１が接続されている。
【０１２２】
静電容量検出回路３３１からの出力信号は、制御回路３３２に入力される。制御回路３３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ３００と、慣性駆動アクチュエータ３００に接続された静電容量検出回路３３１及び駆動回路３３３と、制御回路３３２と、を備える。
【０１２３】
静電容量検出回路３３１では、振動基板電極３１１と移動体電極３２２との間の静電容量と、振動基板電極３１２と移動体電極３２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体３２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体３２１の位置検出の観点からは、振動基板電極３１１、３１２の一方のみでもよい。
【０１２４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体３２１と振動基板電極３１１、３１２との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体３２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１２５】
（第４実施形態）
つづいて、図１４、図１５を参照しつつ、第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００の構成について説明する。ここで、図１４は、本発明の第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１５は、慣性駆動アクチュエータ４００の構成を示す側面図である。なお、図１４においては、突き当て部４０５、４０６の図示を省略している。
【０１２６】
第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００においては、振動基板電極１１１、１１２に代えて、２つの振動基板位置検出電極４１６、４１７と、これら振動基板位置検出電極４１６、４１７の間に配置された振動基板駆動電極４１１と、を振動基板４０３に形成した点が第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１２７】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極４１６、４１７は、直角三角形の平面形状を有し、斜辺が互いに対向するように配置されている。また、振動基板駆動電極４１１は、平行四辺形の平面形状を有し、二つの側辺が振動基板位置検出電極４１６、４１７の斜辺とそれぞれ対向するように配置されている。
【０１２８】
振動基板位置検出電極４１６、４１７は、その平面形状により、移動体４２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体４２１の移動体電極４２２との間の静電容量が移動量に比例してそれぞれ変化するように構成されている。
【０１２９】
慣性駆動アクチュエータ４００の固定部材４０１、圧電素子４０２、バネ４０４、突き当て部４０５、４０６、永久磁石４０７、及び移動体４２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７は、振動基板４０３の上面に形成され、振動基板駆動電極４１１の上面には絶縁層４１５が形成されている。振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７上には、絶縁層４１５を介して、移動体４２１が載置されている。移動体４２１の下面、すなわち振動基板駆動電極４１１、振動基板位置検出電極４１６、４１７に対向する面には、移動体電極４２２が形成されている。移動体４２１は、振動基板４０３の変位にともなって、長板状の振動基板４０３の長手方向（図１４、図１５の左右方向）において、絶縁層４１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体４２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１３１】
圧電素子４０２、振動基板駆動電極４１１、移動体４２１の移動体電極４２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路４３３が接続されている。さらに、振動基板位置検出電極４１６、４１７には、移動体４２１の移動体電極４２２と振動基板位置検出電極４１６、４１６との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路４３１が接続されている。
【０１３２】
静電容量検出回路４３１からの出力信号は、制御回路４３２に入力される。制御回路４３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ４００と、慣性駆動アクチュエータ４００に接続された静電容量検出回路４３１及び駆動回路４３３と、制御回路４３２と、を備える。
【０１３３】
静電容量検出回路４３１では、振動基板位置検出電極４１６と移動体電極４２２との間の静電容量と、４１７と移動体電極４２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体４２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体４２１の位置検出は、振動基板位置検出電極４１６、４１７の一方のみでも良い。
【０１３４】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体４２１と振動基板駆動電極４１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体４２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１３５】
（第５実施形態）
【０１３６】
つづいて、図１６、図１７を参照しつつ、第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００の構成について説明する。ここで、図１６は、本発明の第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１７は、慣性駆動アクチュエータ５００の構成を示す側面図である。なお、図１６においては、突き当て部５０５、５０６の図示を省略している。
【０１３７】
第５実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００においては、振動基板電極１１１、１１２に代えて、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７と、これら振動基板位置検出電極５１６、５１７の間に配置された振動基板駆動電極５１１と、を振動基板５０３に形成した点が第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１３８】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７は、コの字状の平面形状を有し、先端が互いに対向するように配置されている。また、振動基板駆動電極５１１は、長方形の平面形状を有し、振動基板位置検出電極５１６と振動基板位置検出電極５１７で囲まれて形成される領域に、振動基板位置検出電極５１６、５１７とそれぞれ離間して配置されている。
【０１３９】
また、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間位置において、振動基板位置検出電極５１６と振動基板位置検出電極５１７とを互いに離間させていることにより、この離間部分では静電容量の値が大きくかわるため、一方の移動限界位置と他方の移動限界位置との中間位置を容易に検出することができる。
【０１４０】
ここで、振動基板位置検出電極５１６、５１７は、移動体５２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置へ向かう方向に移動するにつれて、移動体５２１の移動体電極５２２との間の静電容量が変化するように構成されることが好ましい。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。このためには、例えば、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に向かう方向に移動するにつれて、移動体５２１と振動基板位置検出電極５１６、５１７との距離が小さくなるように、振動基板位置検出電極５１６、５１７の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１４１】
慣性駆動アクチュエータ５００の固定部材５０１、圧電素子５０２、バネ５０４、突き当て部５０５、５０６、永久磁石５０７、及び移動体５２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４２】
振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７は、振動基板５０３の上面に形成され、振動基板駆動電極５１１の上面には絶縁層５１５が形成されている。振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７上には、絶縁層５１５を介して、移動体５２１が載置されている。
【０１４３】
移動体５２１の下面、すなわち振動基板駆動電極５１１、振動基板位置検出電極５１６、５１７に対向する面には、移動体電極５２２が形成されている。移動体５２１は、振動基板５０３の変位にともなって、長板状の振動基板５０３の長手方向（図１６、図１７の左右方向）において、絶縁層５１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体５２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１４４】
圧電素子５０２、振動基板駆動電極５１１、移動体５２１の移動体電極５２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路５３３が接続されている。さらに、振動基板位置検出電極５１６、５１７には、移動体５２１の移動体電極５２２と振動基板位置検出電極５１６、５１７との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路５３１が接続されている。
【０１４５】
静電容量検出回路５３１からの出力信号は、制御回路５３２に入力される。制御回路５３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ５００と、慣性駆動アクチュエータ５００に接続された静電容量検出回路５３１及び駆動回路５３３と、制御回路５３２と、を備える。
【０１４６】
静電容量検出回路５３１では、振動基板位置検出電極５１６と移動体電極５２２との間の静電容量と、振動基板位置検出電極５１７と移動体電極５２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体５２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。移動体５２１の位置検出は、振動基板位置検出電極５１６、５１７の一方のみでも良い。
【０１４７】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体５２１と振動基板駆動電極５１１との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体５２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１４８】
（第６実施形態）
次に、図１８、図１９を参照しつつ、第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の構成について説明する。図１８は、本発明の第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００を含む慣性駆動アクチュエータ装置の構成を示す平面図である。図１９は、慣性駆動アクチュエータ６００の構成を示す側面図である。なお、図１８においては、突き当て部６０５、６０６の図示を省略している。
【０１４９】
第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００は、２つの振動基板電極６１１、６１２を備え、この振動基板電極６１１、６１２は、斜辺が互いに対向する台形の平面形状を有している点が第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。すなわち、振動基板電極６１１は、振動基板電極６１２側の部分において、バネ６０４側から圧電素子６０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極６１２は、振動基板電極６１１側の部分において、圧電素子６０２側からバネ６０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。その他の構成は第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様である。
【０１５０】
振動基板電極６１１、６１２は、移動体６２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、移動体６２１の移動体電極６２２との間の静電容量が増加するように構成されている。さらに、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置までの移動範囲内において、移動体の位置と静電容量とが比例関係にあることが好ましい。このためには、振動基板電極６１１、６１２の平面形状に加えて、例えば、一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に向かうにつれて、移動体６２１と振動基板電極６１１、６１２との距離が小さくなるように、振動基板電極６１１、６１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１５１】
慣性駆動アクチュエータ６００の固定部材６０１、圧電素子６０２、バネ６０４、突き当て部６０５、６０６、永久磁石６０７、及び移動体６２１は、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００の固定部材１０１、圧電素子１０２、バネ１０４、突き当て部１０５、１０６、永久磁石１０７、及び移動体１２１と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５２】
振動基板電極６１１、６１２は、振動基板６０３の上面に形成され、振動基板電極６１１、６１２の上面には絶縁層６１５が形成されている。振動基板電極６１１、６１２上には、絶縁層６１５を介して、移動体６２１が載置されている。移動体６２１の下面、すなわち振動基板電極６１１、６１２に対向する面には、移動体電極６２２が形成されている。
【０１５３】
移動体６２１は、振動基板６０３の変位にともなって、長板状の振動基板６０３の長手方向（図１８、図１９の左右方向）において、絶縁層６１５と摺動しつつ移動可能である。なお、移動体６２１は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１５４】
圧電素子６０２、振動基板電極６１１、６１２、移動体６２１の移動体電極６２２には、これらを駆動させるための駆動電圧を印加するための駆動回路６３３が接続されている。さらに、振動基板電極６１１、６１２には、移動体６２１の移動体電極６２２と振動基板電極６１１、６１２との間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量検出回路６３１が接続されている。
【０１５５】
静電容量検出回路６３１からの出力信号は、制御回路６３２に入力される。制御回路６３２の構成は、慣性駆動アクチュエータ１００の制御回路１３２と同様であるため詳細な説明は省略する。ここで、慣性駆動アクチュエータ装置は、慣性駆動アクチュエータ６００と、慣性駆動アクチュエータ６００に接続された静電容量検出回路６３１及び駆動回路６３３と、制御回路６３２と、を備える。
【０１５６】
静電容量検出回路６３１では、振動基板電極６１１と移動体電極６２２との間の静電容量と、振動基板電極６１２と移動体電極６２２との間の静電容量と、をそれぞれ検出する。これらの静電容量は、移動体６２１が一方の移動限界位置から他方の移動限界位置に移動するにつれて、それぞれ値が変化する。
【０１５７】
以上の構成により、慣性駆動アクチュエータ１００と同様のキャリブレーションを実行することができることから、移動体６２１と振動基板電極６１１、６１２との間の静電容量が、アクチュエータ組み立て後に異なる値を示すようになっても、適切な値に修正することができ、これにより移動体６２１の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
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必要な小型機器に有用である。
【符号の説明】
【０１５９】
１００ 慣性駆動アクチュエータ
１０１ 固定部材
１０２ 圧電素子
１０３ 振動基板
１０４ バネ
１０５、１０６ 突き当て部
１０７ 永久磁石
１１１、１１２ 振動基板電極
１１５ 絶縁層
１２１ 移動体
１２２ 移動体電極
１３１ 静電容量検出回路
１３２ 制御回路
１３３ 駆動回路
２００ 慣性駆動アクチュエータ
２０１ 固定部材
２０２ 圧電素子
２０３ 振動基板
２０４ バネ
２０５、２０６ 突き当て部
２０７ 永久磁石
２１１ 振動基板電極
２１５ 絶縁層
２２１ 移動体
２２２ 移動体電極
２３１ 静電容量検出回路
２３２ 制御回路
２３３ 駆動回路
３００ 慣性駆動アクチュエータ
３０１ 固定部材
３０２ 圧電素子
３０３ 振動基板
３０４ バネ
３０５、３０６ 突き当て部
３０７ 永久磁石
３１１、３１２ 振動基板電極
３１５ 絶縁層
３２１ 移動体
３２２ 移動体電極
３３１ 静電容量検出回路
３３２ 制御回路
３３３ 駆動回路
４００ 慣性駆動アクチュエータ
４０１ 固定部材
４０２ 圧電素子
４０３ 振動基板
４０４ バネ
４０５、４０６ 突き当て部
４０７ 永久磁石
４１１ 振動基板駆動電極
４１５ 絶縁層
４１６、４１７ 振動基板位置検出電極
４２１ 移動体
４２２ 移動体電極
４３１ 静電容量検出回路
４３２ 制御回路
４３３ 駆動回路
５００ 慣性駆動アクチュエータ
５０１ 固定部材
５０２ 圧電素子
５０３ 振動基板
５０４ バネ
５０５、５０６ 突き当て部
５０７ 永久磁石
５１１ 振動基板駆動電極
５１５ 絶縁層
５１６、５１７ 振動基板位置検出電極
５２１ 移動体
５２２ 移動体電極
５３１ 静電容量検出回路
５３２ 制御回路
５３３ 駆動回路
６００ 慣性駆動アクチュエータ
６０１ 固定部材
６０２ 圧電素子
６０３ 振動基板
６０４ バネ
６０５、６０６ 突き当て部
６０７ 永久磁石
６１１、６１２ 振動基板電極
６１５ 絶縁層
６２１ 移動体
６２２ 移動体電極
６３１ 静電容量検出回路
６３２ 制御回路
６３３ 駆動回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
を備え、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出可能としたことを特徴とする慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置までの移動範囲内において、前記移動体の位置と前記静電容量とが比例関係であ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のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された静電容量を比較する静電容量比較ステップを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記移動体が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、前記他方の移動限界位置から前記一方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、をそれぞれ測定、計算し、各１駆動波形あたりの移動量を一方または個別に記憶することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記１駆動波形あたりの移動量を計算する際に、少なくとも１度、前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置までの移動範囲の中心側へ移動す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のキャリブレーション方法。
【請求項７】
前記振動基板電極が複数あり、それぞれの振動基板電極と前記移動体電極との静電容量を比較、演算することにより、前記移動体の位置情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項８】
前記振動基板電極が、駆動用電極及び位置検出用電極の一方または両方を持つことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項９】
キャリブレーションの結果を確認するための確認ステップを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記確認ステップにおいて、正しくキャリブレーションが行われていないことが確認された場合には、再度キャリブレーションを行うことを特徴とする請求項９に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項１１】
移動手段により往復移動される振動基板と、
前記移動手段に駆動信号を印加する駆動回路と、
前記振動基板に対して慣性により移動する移動体と、
前記移動体の移動限界距離を規制する突き当て部と、
前記移動体に設けられた移動体電極と前記振動基板に設けられた振動基板電極とが対向する部分の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路が検出した静電容量を記憶する静電容量記憶部と、
前記静電容量記憶部に記憶された静電容量と前記移動限界距離との比率を算出する比率演算部と、
前記静電容量検出回路によって検出された静電容量と前記比率記憶部に記憶された比率とに基づいて、前記移動体の絶対位置を計算する絶対位置演算部と、
を備えることを特徴とする慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１２】
前記移動体は導電材料を含むことを特徴とする請求項１１に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１３】
前記振動基板の前記移動体とは反対側に永久磁石が配置されるとともに、前記移動体が磁性材料を含むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１４】
移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、
を備えることを特徴とする移動体の位置算出方法。
【請求項１】
移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
を備え、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出可能としたことを特徴とする慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置までの移動範囲内において、前記移動体の位置と前記静電容量とが比例関係であ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のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された静電容量を比較する静電容量比較ステップを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記移動体が駆動信号を入力せず、停止しているにも関わらず、静電容量が変化した際に、位置情報と静電容量の関係に誤差が発生したことを検知し、再度キャリブレーションを促すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、前記他方の移動限界位置から前記一方の移動限界位置への方向の１駆動波形あたりの移動量と、をそれぞれ測定、計算し、各１駆動波形あたりの移動量を一方または個別に記憶することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記１駆動波形あたりの移動量を計算する際に、少なくとも１度、前記一方の移動限界位置から前記他方の移動限界位置までの移動範囲の中心側へ移動す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のキャリブレーション方法。
【請求項７】
前記振動基板電極が複数あり、それぞれの振動基板電極と前記移動体電極との静電容量を比較、演算することにより、前記移動体の位置情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項８】
前記振動基板電極が、駆動用電極及び位置検出用電極の一方または両方を持つことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項９】
キャリブレーションの結果を確認するための確認ステップを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記確認ステップにおいて、正しくキャリブレーションが行われていないことが確認された場合には、再度キャリブレーションを行うことを特徴とする請求項９に記載の慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法。
【請求項１１】
移動手段により往復移動される振動基板と、
前記移動手段に駆動信号を印加する駆動回路と、
前記振動基板に対して慣性により移動する移動体と、
前記移動体の移動限界距離を規制する突き当て部と、
前記移動体に設けられた移動体電極と前記振動基板に設けられた振動基板電極とが対向する部分の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路が検出した静電容量を記憶する静電容量記憶部と、
前記静電容量記憶部に記憶された静電容量と前記移動限界距離との比率を算出する比率演算部と、
前記静電容量検出回路によって検出された静電容量と前記比率記憶部に記憶された比率とに基づいて、前記移動体の絶対位置を計算する絶対位置演算部と、
を備えることを特徴とする慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１２】
前記移動体は導電材料を含むことを特徴とする請求項１１に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１３】
前記振動基板の前記移動体とは反対側に永久磁石が配置されるとともに、前記移動体が磁性材料を含むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１４】
移動手段により往復移動される振動基板に対して、慣性により一方及び他方の移動限界位置間を移動する移動体の駆動を行い、静電容量によって位置検出を行う慣性駆動アクチュエータのキャリブレーション方法であって、
前記移動体に設けられた移動体電極と、前記振動基板に設けられた振動基板電極と、が対向する部分の静電容量を、一方及び他方の移動限界位置において検出する静電容量検出ステップと、
前記静電容量検出ステップにおいて検出された、前記一方及び他方の移動限界位置での静電容量を記憶する静電容量記憶ステップと、
前記静電容量記憶ステップにおいて記憶された前記一方及び他方の前記移動限界位置での静電容量と、前記一方及び他方の移動限界位置間の移動限界距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出した前記比率を用いて、前記一方及び他方の移動限界位置間における前記移動体の絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、
を備えることを特徴とする移動体の位置算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２１６９８６（Ｐ２０１０−２１６９８６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６３９９６（Ｐ２００９−６３９９６）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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