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
【課題】移動体が複数ある場合において、正しくキャリブレーションを行うことのでき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を提供する。
【解決手段】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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、対象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し、これら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。さらに、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置である。
【解決手段】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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、対象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し、これら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。さらに、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置である。
【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及び慣性駆動アクチュエータ装置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。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。
【０００３】
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パルスは、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。
【０００４】
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に印加される駆動パルスは、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
【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】
【０００９】
しかしながら、静電容量を用いて位置を検出するアクチュエータでは、湿度、温度（電極部の微小な変形）、重力、経年変化などの影響により、静電容量の検出値が組み立て時から変化しまうことがある。それにより組み立て時の静電容量と位置情報の関係が崩れ、位置検出の精度が悪化してしまう。
【００１０】
これに対しては、位置検出精度の悪化を解消するために、キャリブレーションを行う必要がある。しかし、移動体が複数ある場合には、従来技術では、それぞれの移動体を個別に制御することが不可能であったため、正しくキャリブレーションが行えなかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体が複数ある場合において、正しくキャリブレーションを行うことのでき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を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明の目的は、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、これにより複数の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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、対象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演算ステップと、を備え、比率算出ステップで算出した比率を用いた、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の算出を可能とするとともに、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であることを特徴としている。
【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において、対象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。
【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。
【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において、対象移動体は複数であって、互いに同時にキャリブレーションを行うことが好ましい。
【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は、対象以外の移動体を振動基板に固着させる固着ステップを備えることが好ましい。
【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において、１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、同時または個別に行うことが好ましい。
【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において、１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、個別に行うことが好ましい。
【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。
【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。
【００２２】
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、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付近へ移動することが好ましい。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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、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。
【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。
【００２７】
本発明に係る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複数の移動体と、を備えた慣性駆動アクチュエータ装置であって、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、慣性により、一方及び他方の移動限界位置間を移動し、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であり、さらに、慣性駆動アクチュエータ装置は、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、静電容量検出回路からの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、比率演算部によって計算された比率を記憶する比率記憶部と、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、移動体の現在位置を計算する現在位置演算部と、現在位置演算部によって計算された現在位置と目的位置との差分とから、移動手段に対する駆動信号を演算する駆動信号演算部と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータ装置において、移動体は導電材料を含むことが好ましい。
【００２９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータ装置では、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。
【発明の効果】
【００３０】
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、移動体が複数ある場合においても、正しくキャリブレーションを行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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、１２２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
振動基板電極１１１、１１２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。具体的には、振動基板電極１１１は、振動基板１０３の長手方向（図１、図２の左右方向）において、バネ１０４側から圧電素子１０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極１１２は、圧電素子１０２側からバネ１０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。
【００３９】
振動基板電極１１１、１１２は、その平面形状により、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の移動体電極１２１ａ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ることが好ましい。
【００４０】
振動基板電極１１１、１１２上には、絶縁層１１５を介して、二つの移動体１２１、１２２が載置されている。移動体１２１、１２２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１２１ａ、１２２ａがそれぞれ形成されている。
【００４１】
移動体１２１、１２２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、１２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００４２】
圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、移動体１２１、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａ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、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａと振動基板電極１１１との間の静電容量、及び、移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００４５】
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、１２２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。
【００４６】
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１２１ａ、１２２ａ、及び圧電素子１０２を駆動する。
【００４７】
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。
【００４８】
突き当て部１０５、１０６により、移動体１２１、１２２の移動範囲が規制される。
【００４９】
具体的には、移動体１２１の移動限界位置は、バネ１０４側では突き当て部１０５に接触する位置であり、圧電素子１０２側では移動体１２２に接触する位置となる。これに対して、移動体１２２の移動限界位置は、バネ１０４側では移動体１２１に接触する位置であり、圧電素子１０２側では突き当て部１０６に接触する位置となる。
【００５０】
したがって、移動体１２１が移動できる最大距離（移動限界距離）は、移動体１２２が突き当て部１０６に接触する位置にあるときである。これに対して、移動体１２２が移動できる最大距離（移動限界距離）は、移動体１２１が突き当て部１０５に接触する位置にあるときである。
【００５１】
（位置検出原理）
ここで、移動体１２１、１２２の検出方式について説明する。移動体１２１、１２２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、１２２にそれぞれ設けられた移動体電極１２１ａ、１２２ａと、振動基板１０３に設けられた振動基板電極１１１、１１２とを用いて行う。移動体電極１２１ａ、１２２ａ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１２１ａ、１２２ａ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１２１ａ、１２２ａ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、１２２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、１２２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１２１ａ、１２２ａと振動基板電極１１２との対向面積が大きくなるため、振動基板電極１１２と移動体電極１２１ａ、１２２ａとの間の静電容量は大きくなる。一方で、移動体電極１２１、１２２と振動基板電極１１１との対向面積は次第に小さくなるため、振動基板電極１１１と移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００５２】
なお、移動限界位置は、突き当て部１０５、１０６、及び接触する移動体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。
【００５３】
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、１２２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ある。
【００５４】
ここで、図４から図６を参照して、移動体１２１の移動及び固着について説明する。以下の説明では、移動体１２１についてのみ説明するが、移動体１２２についても同様である。
【００５５】
図４は、移動体１２１を図１における右側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００５６】
まず、駆動回路１３３から急峻な立ち上がりの駆動電圧（図４（ａ））を圧電素子１０２へ印加する（図４の時間Ｉから時間ＩＩまでの期間）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。
【００５７】
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（図４（ｂ））と、移動体１２１の移動体電極１２１ａの電圧（図４（ｃ））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１２１ａ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。
【００５８】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち下げる（図４の時間ＩＩから時間ＩＩＩまでの期間）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。
【００５９】
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１２１ａ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１２１ａ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。
【００６０】
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。
【００６１】
図５は、移動体１２１を図１における左側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００６２】
まず、駆動回路１３３から圧電素子１０２に印加する駆動電圧（図５（ａ））を急峻に立ち下げる（図５の時間Ｉから時間ＩＩまでの期間）と、圧電素子１０２は、急激に収縮して右方向（バネ１０４から離れる方向）へ変位し、バネ１０４の弾性力により、振動基板１０３も急激に右方向へ変位する。
【００６３】
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（図５（ｂ））と、移動体１２１の移動体電極１２１ａの電圧（図５（ｃ））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１２１ａ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。
【００６４】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち上げる（図５の時間ＩＩから時間ＩＩＩまでの期間）と、圧電素子１０２は急激に膨張する。その際、圧電素子１０２が急激に左方向へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴い、振動基板１０３も急激に左方向へ変位する。
【００６５】
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１２１ａ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１２１ａ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も左方向へ移動する。
【００６６】
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に対して左方向へ移動させることができる。
【００６７】
図６は、移動体１２１を振動基板電極１１１、１１２上の一定の位置に留まらせる場合、すなわち移動体１２１を振動基板電極１１１、１１２上に固着させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００６８】
この場合では、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１２１ａの電圧と、の間に、常に電位差を与えて静電吸着力を発生させている。これにより、振動基板電極１１１、１１２と移動体１２１の移動体電極１２１ａとの間に、一定の摩擦力が維持される。このため、移動体１２１は、振動基板１０３が変位したとしても、常に振動基板１０３の一定位置に留まる。すなわち、移動体１２１は振動基板電極１１１、１１２上に固着された状態となる。
【００６９】
次に、図７を参照しつつ、キャリブレーションについて説明する。図７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。
【００７０】
以下の説明では、移動体１２２を振動基板電極１１１、１１２に固着してから移動体１２１を移動させている。すなわち、絶対位置を算出する対象となる移動体（対象移動体）が移動体１２１であり、移動体１２２は、対象移動体以外の移動体（対象以外の移動体）である。
【００７１】
慣性駆動アクチュエータ１００のキャリブレーションは、移動体１２２を固着した状態で移動体１２１を対象移動体として行う工程の後に、移動体１２１を固着した状態で移動体１２２を対象移動体として行う工程を行う。両工程は、いずれも、以下に説明する順序で行うことができる。
【００７２】
図７に示すキャリブレーションにおいて、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に接した位置である。これに対し、他方の移動限界位置は、慣性駆動アクチュエータ１００の他方の突き当て部１０６に接触した状態で固着された移動体１２２に、移動体１２１が接した位置としている。
【００７３】
また、移動体１２１の移動体電極１２１ａ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（移動体１２２側）へ移動するほど大きくなる。
【００７４】
キャリブレーション開始後、まず、圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、及び、移動体電極１２２ａに、図４に示すような駆動電圧を印加することによって、移動体１２２を突き当て部１０６に接触する位置まで移動させる。つづいて、振動基板電極１１１、１１２、及び、移動体電極１２２ａに、図６に示すような駆動電圧を印加することによって、移動体１２２を振動基板電極１１１、１１２上に固着させ、移動体１２１の移動限界位置（他方の移動限界位置）を決定する（固着ステップ、ステップＳ１０１）。
【００７５】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２１ａ、及び圧電素子１０２をに電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ１０２）。
【００７６】
つづいて、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Ｓ１０３）。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Ｓ１０４）。
【００７７】
さらに、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２１ａ及び圧電素子１０２に電圧を印加、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ１０５）、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Ｓ１０６）。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Ｓ１０７）。
【００７８】
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Ｓ１０８）。
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や、例えばＣＰＵ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る。
【００７９】
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）
【００８０】
つづいて、対象移動体を移動体１２２として、移動体１２１を固着した状態で、図７のステップＳ１０１からステップＳ１０８を行う。これにより、移動体１２２についても、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。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、図８、図９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８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９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８においては、突き当て部２０５、２０６の図示を省略している。
【００８２】
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、平面形状が同一の長方形状の３枚の振動基板電極２１１、２１２、２１３が、振動基板２０３の長手方向に順に配置されている点が第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。
【００８３】
振動基板電極２１１、２１２、２１３は、移動体２２１、２２２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、それぞれの移動体電極２２１ａ、２２２ａとの間の静電容量が変化、例えば増加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につれて、移動体２２１、２２２と振動基板電極２１１、２１２、２１３との距離が小さくなるように、振動基板電極２１１、２１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【００８４】
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、２２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８５】
振動基板電極２１１、２１２、２１３は、振動基板２０３の上面に形成され、振動基板電極２１１、２１２、２１３の上面には絶縁層２１５が形成されている。振動基板電極２１１、２１２、２１３上には、絶縁層２１５を介して、移動体２２１、２２２が載置されている。移動体２２１、２２２の下面、すなわち振動基板電極２１１、２１２、２１３に対向する面には、移動体電極２２１ａ、２２２ａがそれぞれ形成されている。移動体２２１、２２２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８、図９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、２２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００８６】
圧電素子２０２、振動基板電極２１１、２１２、２１３、移動体電極２２１ａ、２２２ａ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、２１２、２１３には、移動体電極２２１ａ、２２２ａと振動基板電極２１１、２１２、２１３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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、２２２と振動基板電極２１１、２１２、２１３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、２２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、図１０、図１１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１０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１１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１０においては、突き当て部３０５、３０６の図示を省略している。
【００９０】
第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００においては、振動基板電極が１つのみであって、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振動基板電極３１１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。
【００９１】
振動基板３０３の長手方向において振動基板電極３１１の幅が変化することにより、移動体３２１、３２２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、３２２の移動体電極３２１ａ、３２２ａと振動基板電極３１１の間の静電容量が変化、例えば増加する。また、振動基板電極３１１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。
【００９２】
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、３２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
振動基板電極３１１は、振動基板３０３の上面に形成され、振動基板電極３１１の上面には絶縁層３１５が形成されている。振動基板電極３１１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、３２２の下面、すなわち振動基板電極３１１に対向する面には、移動体電極３２１ａ、３２２ａが形成されている。移動体３２１、３２２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１０、図１１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。
【００９４】
圧電素子３０２、振動基板電極３１１、移動体電極３２１ａ、３２２ａ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には、移動体電極３２１ａ、３２２ａと、振動基板電極３１１との間の静電容量を検出する静電容量検出回路３３１が接続されている。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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、３２２と振動基板電極３１１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、３２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【００９７】
（第４実施形態）
次に、図１２、図１３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。図１２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１３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１２においては、突き当て部４０５、４０６の図示を省略している。
【００９８】
第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００は、２つの振動基板電極４１１、４１２を備え、この振動基板電極４１１、４１２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４１１は、振動基板電極４１２側の部分において、バネ４０４側から圧電素子４０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極４１２は、振動基板電極４１１側の部分において、圧電素子４０２側からバネ４０４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。
【００９９】
振動基板電極４１１、４１２は、移動体４２１、４２２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、４２２の移動体電極４２１ａ、４２２ａと振動基板電極４１１、４１２との間の静電容量が変化、例えば増加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、振動基板電極４１１、４１２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４２１と振動基板電極４１１、４１２との距離が小さくなるように、振動基板電極４１１、４１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１００】
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、４２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
振動基板電極４１１、４１２は、振動基板４０３の上面に形成され、振動基板電極４１１、４１２の上面には絶縁層４１５が形成されている。振動基板電極４１１、４１２上には、絶縁層４１５を介して、移動体４２１、４２２が載置されている。移動体４２１、４２２の下面、すなわち振動基板電極４１１、４１２に対向する面には、移動体電極４２１ａ、４２２ａがそれぞれ形成されている。
【０１０２】
移動体４２１、４２２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１２、図１３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、４２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１０３】
圧電素子４０２、振動基板電極４１１、４１２、移動体電極４２１ａ、４２２ａ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、振動基板電極４１１、４１２には、移動体電極４２１ａ、４２２ａと振動基板電極４１１、４１２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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
静電容量検出回路４３１では、振動基板電極４１１と移動体電極４２１ａ、４２２ａとの間の静電容量と、振動基板電極４１２と移動体電極４２１ａ、４２２ａ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、４２２の位置検出の観点からは、振動基板電極４１１、４１２の一方のみでもよい。
【０１０６】
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、４２２と振動基板電極４１１、４１２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、４２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１０７】
（第５実施形態）
次に、図１４、図１５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。図１４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１５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１４においては、突き当て部５０５、５０６の図示を省略している。
【０１０８】
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。
【０１０９】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７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５１１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５１６、５１７の斜辺とそれぞれ対向するように配置されている。
【０１１０】
振動基板位置検出電極５１６、５１７は、その平面形状により、移動体５２１、５２２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５２１、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａ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る。
【０１１１】
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、５２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
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、５２２が載置されている。移動体５２１、５２２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５２１ａ、５２２ａがそれぞれ形成されている。移動体５２１、５２２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１４、図１５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、５２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１１３】
圧電素子５０２、振動基板駆動電極５１１、移動体５２１、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａ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、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａと振動基板位置検出電極５１６、５１６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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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５２１ａ、５２２ａ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５２１ａ、５２２ａ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、５２２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、５２２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。
【０１１６】
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、５２２と振動基板位置検出電極５１６、５１７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、５２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１１７】
（第６実施形態）
次に、図１６、図１７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１６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１７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１６においては、突き当て部６０５、６０６の図示を省略している。
【０１１８】
第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００においては、移動体６２１、６２２、６２３を用いている点が第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。
【０１１９】
移動体６２１、６２２、６２３は、絶縁層６１５を介して、振動基板電極６１１、６１２上に載置されている。移動体６２１、６２２、６２３の下面には、移動体電極６２１ａ、６２２ａ、６２３ａがそれぞれ形成されている。移動体６２１、６２２、６２３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１６、図１７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、６２２、６２３は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１２０】
慣性駆動アクチュエータ６００においては、対象移動体を１つ選び、残りの移動体を対象以外の移動体として振動基板電極６１１、６１２に固着させることにより、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と同様にキャリブレーションを行うことができる。
【０１２１】
なお、キャリブレーションは、複数の移動体（２つ以上の移動体）について同時に行うこともできる。
この場合は、まず、全ての移動体を一方の移動限界位置へ移動させる。次に、全ての移動体を他方の移動限界位置へ移動させる。ここで、各移動体の移動限界位置は、図７について説明したキャリブレーションと同様に、突き当て部又は突き当て部に順次接触したほかの移動体によって定まる。
【０１２２】
一方の移動限界位置へ向かう方向、及び、他方の移動限界位置へ向かう方向における速度が、全ての移動体について互いに同一であれば、図７を用いて説明した移動体が２つの場合と同様に、１駆動波形あたりの移動量を複数の移動体に対して同時に測定することができる。
【０１２３】
これに対して、正しくキャリブレーションが行われていない移動体があった場合、複数の移動体の位置と静電容量の関連付けについては同時に行い、各移動体における1駆動波形あたりの移動量においては、各個別に測定するキャリブレーションを行う。正しくキャリブレーションが行われていない移動体があった場合、正しく行われなかった移動体を対象移動体とし、それ以外の移動体を固着し、1駆動波形あたりの移動量を個別に測定を行う。
【０１２４】
多群の移動体を同時に位置と静電容量の関連付けを行い、１駆動波形あたりの移動量を個別に測定するキャリブレーションを行う。
摩擦の状態はそれぞれの移動体が完全に同じ可能性は低い。限界位置まで移動させる、位置と静電容量の関連付けは問題ないが、同時に１駆動波形あたりの移動量を測定することは速度がそれぞれ異なり、ぶつかる可能性が高いため、困難と考えられる。その場合、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体以外を、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体とは逆方向へ完全に移動させる。そのときできた空間が、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体の移動限界距離となる。キャリブレーションを行わない移動体は、固着ステップとし、動かないようにする。１駆動波形あたりの移動量の測定方法は１群と同様である。
【０１２５】
（第７実施形態）
次に、図１８、図１９を参照しつつ、第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００の構成について説明する。図１８は、本発明の第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００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７００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７０５、７０６の図示を省略している。
【０１２６】
第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００においては、３つの移動体７２１、７２２、７２３のうちの移動体７２２と移動体７２３との間に３つめの突き当て部７０８を設けた点が第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００と異なる。その他の構成は第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００と同様である。すなわち、慣性駆動アクチュエータ７００の固定部材７０１、圧電素子７０２、振動基板７０３、バネ７０４、突き当て部７０５、７０６、永久磁石７０７、振動基板電極７１１、７１２、移動体７２１、７２２、７２３、静電容量検出回路７３１、制御回路７３２、及び、駆動回路７３３は、第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の固定部材６０１、圧電素子６０２、振動基板６０３、バネ６０４、突き当て部６０５、６０６、永久磁石６０７、振動基板電極６１１、６１２、移動体６２１、６２２、６２３、静電容量検出回路６３１、制御回路６３２、及び、駆動回路６３３と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
突き当て部７０８は、接着その他の手段により、振動基板７０３に固定されている。また、突き当て部７０８は、移動体７２１と移動体７２２との間に配置してもよい。
【０１２８】
以上の構成によれば、移動体７２１、７２２については、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様にキャリブレーションを行うことができる。また、移動体７２３については、突き当て部７０８に接する位置を一方の移動限界位置とするとともに、突き当て部７０６に接する位置を他方の移動限界位置としてキャリブレーションを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】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】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】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】移動体を図１における右側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図５】移動体を図１における左側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図６】移動体を振動基板電極上に留まらせる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】第７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】第７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。
【符号の説明】
【０１３１】
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
１２１ａ 移動体電極
１２２ 移動体
１２２ａ 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、２１２、２１３ 振動基板電極
２１５ 絶縁層
２２１ 移動体
２２１ａ 移動体電極
２２２ 移動体
２２２ａ 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 振動基板電極
３１５ 絶縁層
３２１ 移動体
３２１ａ 移動体電極
３２２ 移動体
３２２ａ 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、４１２ 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
４２１ａ 移動体電極
４２２ 移動体
４２２ａ 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
５２１ａ 移動体電極
５２２ 移動体
５２２ａ 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
６２１ａ 移動体電極
６２２ 移動体
６２２ａ 移動体電極
６２３ 移動体
６２３ａ 移動体電極
６３１ 静電容量検出回路
６３２ 制御回路
６３３ 駆動回路
７００ 慣性駆動アクチュエータ
７０１ 固定部材
７０２ 圧電素子
７０３ 振動基板
７０４ バネ
７０５、７０６ 突き当て部
７０７ 永久磁石
７０８ 突き当て部
７１１、７１２ 振動基板電極
７１５ 絶縁層
７２１ 移動体
７２１ａ 移動体電極
７２２ 移動体
７２２ａ 移動体電極
７２３ 移動体
７２３ａ 移動体電極
７３１ 静電容量検出回路
７３２ 制御回路
７３３ 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及び慣性駆動アクチュエータ装置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。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。
【０００３】
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パルスは、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。
【０００４】
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に印加される駆動パルスは、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
【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】
【０００９】
しかしながら、静電容量を用いて位置を検出するアクチュエータでは、湿度、温度（電極部の微小な変形）、重力、経年変化などの影響により、静電容量の検出値が組み立て時から変化しまうことがある。それにより組み立て時の静電容量と位置情報の関係が崩れ、位置検出の精度が悪化してしまう。
【００１０】
これに対しては、位置検出精度の悪化を解消するために、キャリブレーションを行う必要がある。しかし、移動体が複数ある場合には、従来技術では、それぞれの移動体を個別に制御することが不可能であったため、正しくキャリブレーションが行えなかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体が複数ある場合において、正しくキャリブレーションを行うことのでき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を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明の目的は、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、これにより複数の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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、対象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演算ステップと、を備え、比率算出ステップで算出した比率を用いた、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の算出を可能とするとともに、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であることを特徴としている。
【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において、対象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。
【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。
【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において、対象移動体は複数であって、互いに同時にキャリブレーションを行うことが好ましい。
【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は、対象以外の移動体を振動基板に固着させる固着ステップを備えることが好ましい。
【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において、１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、同時または個別に行うことが好ましい。
【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において、１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、個別に行うことが好ましい。
【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。
【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。
【００２２】
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、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付近へ移動することが好ましい。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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、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。
【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。
【００２７】
本発明に係る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複数の移動体と、を備えた慣性駆動アクチュエータ装置であって、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、慣性により、一方及び他方の移動限界位置間を移動し、一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であり、さらに、慣性駆動アクチュエータ装置は、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、静電容量検出回路からの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、比率演算部によって計算された比率を記憶する比率記憶部と、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、移動体の現在位置を計算する現在位置演算部と、現在位置演算部によって計算された現在位置と目的位置との差分とから、移動手段に対する駆動信号を演算する駆動信号演算部と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータ装置において、移動体は導電材料を含むことが好ましい。
【００２９】
本発明に係る慣性駆動アクチュエータ装置では、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。
【発明の効果】
【００３０】
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、移動体が複数ある場合においても、正しくキャリブレーションを行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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、１２２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
振動基板電極１１１、１１２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。具体的には、振動基板電極１１１は、振動基板１０３の長手方向（図１、図２の左右方向）において、バネ１０４側から圧電素子１０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極１１２は、圧電素子１０２側からバネ１０４側へ向かうにつれて幅が狭くなっている。
【００３９】
振動基板電極１１１、１１２は、その平面形状により、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の移動体電極１２１ａ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ることが好ましい。
【００４０】
振動基板電極１１１、１１２上には、絶縁層１１５を介して、二つの移動体１２１、１２２が載置されている。移動体１２１、１２２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１２１ａ、１２２ａがそれぞれ形成されている。
【００４１】
移動体１２１、１２２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、１２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００４２】
圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、移動体１２１、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａ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、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、１２２の移動体電極１２１ａ、１２２ａと振動基板電極１１１との間の静電容量、及び、移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００４５】
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、１２２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。
【００４６】
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１２１ａ、１２２ａ、及び圧電素子１０２を駆動する。
【００４７】
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。
【００４８】
突き当て部１０５、１０６により、移動体１２１、１２２の移動範囲が規制される。
【００４９】
具体的には、移動体１２１の移動限界位置は、バネ１０４側では突き当て部１０５に接触する位置であり、圧電素子１０２側では移動体１２２に接触する位置となる。これに対して、移動体１２２の移動限界位置は、バネ１０４側では移動体１２１に接触する位置であり、圧電素子１０２側では突き当て部１０６に接触する位置となる。
【００５０】
したがって、移動体１２１が移動できる最大距離（移動限界距離）は、移動体１２２が突き当て部１０６に接触する位置にあるときである。これに対して、移動体１２２が移動できる最大距離（移動限界距離）は、移動体１２１が突き当て部１０５に接触する位置にあるときである。
【００５１】
（位置検出原理）
ここで、移動体１２１、１２２の検出方式について説明する。移動体１２１、１２２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、１２２にそれぞれ設けられた移動体電極１２１ａ、１２２ａと、振動基板１０３に設けられた振動基板電極１１１、１１２とを用いて行う。移動体電極１２１ａ、１２２ａ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１２１ａ、１２２ａ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１２１ａ、１２２ａ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、１２２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、１２２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１２１ａ、１２２ａと振動基板電極１１２との対向面積が大きくなるため、振動基板電極１１２と移動体電極１２１ａ、１２２ａとの間の静電容量は大きくなる。一方で、移動体電極１２１、１２２と振動基板電極１１１との対向面積は次第に小さくなるため、振動基板電極１１１と移動体電極１２１ａ、１２２ａ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。
【００５２】
なお、移動限界位置は、突き当て部１０５、１０６、及び接触する移動体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。
【００５３】
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、１２２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ある。
【００５４】
ここで、図４から図６を参照して、移動体１２１の移動及び固着について説明する。以下の説明では、移動体１２１についてのみ説明するが、移動体１２２についても同様である。
【００５５】
図４は、移動体１２１を図１における右側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００５６】
まず、駆動回路１３３から急峻な立ち上がりの駆動電圧（図４（ａ））を圧電素子１０２へ印加する（図４の時間Ｉから時間ＩＩまでの期間）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。
【００５７】
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（図４（ｂ））と、移動体１２１の移動体電極１２１ａの電圧（図４（ｃ））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１２１ａ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。
【００５８】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち下げる（図４の時間ＩＩから時間ＩＩＩまでの期間）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。
【００５９】
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１２１ａ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１２１ａ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。
【００６０】
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。
【００６１】
図５は、移動体１２１を図１における左側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００６２】
まず、駆動回路１３３から圧電素子１０２に印加する駆動電圧（図５（ａ））を急峻に立ち下げる（図５の時間Ｉから時間ＩＩまでの期間）と、圧電素子１０２は、急激に収縮して右方向（バネ１０４から離れる方向）へ変位し、バネ１０４の弾性力により、振動基板１０３も急激に右方向へ変位する。
【００６３】
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（図５（ｂ））と、移動体１２１の移動体電極１２１ａの電圧（図５（ｃ））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１２１ａ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。
【００６４】
次に、圧電素子１０２への印加電圧を急峻に立ち上げる（図５の時間ＩＩから時間ＩＩＩまでの期間）と、圧電素子１０２は急激に膨張する。その際、圧電素子１０２が急激に左方向へ変位する。圧電素子１０２のこの動きに伴い、振動基板１０３も急激に左方向へ変位する。
【００６５】
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１２１ａ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１２１ａ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も左方向へ移動する。
【００６６】
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に対して左方向へ移動させることができる。
【００６７】
図６は、移動体１２１を振動基板電極１１１、１１２上の一定の位置に留まらせる場合、すなわち移動体１２１を振動基板電極１１１、１１２上に固着させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子１０２へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極１１１、１１２へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極１２１ａへ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【００６８】
この場合では、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１２１ａの電圧と、の間に、常に電位差を与えて静電吸着力を発生させている。これにより、振動基板電極１１１、１１２と移動体１２１の移動体電極１２１ａとの間に、一定の摩擦力が維持される。このため、移動体１２１は、振動基板１０３が変位したとしても、常に振動基板１０３の一定位置に留まる。すなわち、移動体１２１は振動基板電極１１１、１１２上に固着された状態となる。
【００６９】
次に、図７を参照しつつ、キャリブレーションについて説明する。図７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。
【００７０】
以下の説明では、移動体１２２を振動基板電極１１１、１１２に固着してから移動体１２１を移動させている。すなわち、絶対位置を算出する対象となる移動体（対象移動体）が移動体１２１であり、移動体１２２は、対象移動体以外の移動体（対象以外の移動体）である。
【００７１】
慣性駆動アクチュエータ１００のキャリブレーションは、移動体１２２を固着した状態で移動体１２１を対象移動体として行う工程の後に、移動体１２１を固着した状態で移動体１２２を対象移動体として行う工程を行う。両工程は、いずれも、以下に説明する順序で行うことができる。
【００７２】
図７に示すキャリブレーションにおいて、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に接した位置である。これに対し、他方の移動限界位置は、慣性駆動アクチュエータ１００の他方の突き当て部１０６に接触した状態で固着された移動体１２２に、移動体１２１が接した位置としている。
【００７３】
また、移動体１２１の移動体電極１２１ａ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（移動体１２２側）へ移動するほど大きくなる。
【００７４】
キャリブレーション開始後、まず、圧電素子１０２、振動基板電極１１１、１１２、及び、移動体電極１２２ａに、図４に示すような駆動電圧を印加することによって、移動体１２２を突き当て部１０６に接触する位置まで移動させる。つづいて、振動基板電極１１１、１１２、及び、移動体電極１２２ａに、図６に示すような駆動電圧を印加することによって、移動体１２２を振動基板電極１１１、１１２上に固着させ、移動体１２１の移動限界位置（他方の移動限界位置）を決定する（固着ステップ、ステップＳ１０１）。
【００７５】
次に、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２１ａ、及び圧電素子１０２をに電圧を印加して、移動体１２１を一方の移動限界位置へ移動させる（ステップＳ１０２）。
【００７６】
つづいて、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Ｓ１０３）。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Ｓ１０４）。
【００７７】
さらに、振動基板電極１１１、１１２、移動体電極１２１ａ及び圧電素子１０２に電圧を印加、移動体１２１を他方の移動限界位置へ移動させ（ステップＳ１０５）、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Ｓ１０６）。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Ｓ１０７）。
【００７８】
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Ｓ１０８）。
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や、例えばＣＰＵ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る。
【００７９】
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）
【００８０】
つづいて、対象移動体を移動体１２２として、移動体１２１を固着した状態で、図７のステップＳ１０１からステップＳ１０８を行う。これにより、移動体１２２についても、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。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、図８、図９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８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９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８においては、突き当て部２０５、２０６の図示を省略している。
【００８２】
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、平面形状が同一の長方形状の３枚の振動基板電極２１１、２１２、２１３が、振動基板２０３の長手方向に順に配置されている点が第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。
【００８３】
振動基板電極２１１、２１２、２１３は、移動体２２１、２２２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、それぞれの移動体電極２２１ａ、２２２ａとの間の静電容量が変化、例えば増加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につれて、移動体２２１、２２２と振動基板電極２１１、２１２、２１３との距離が小さくなるように、振動基板電極２１１、２１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【００８４】
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、２２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８５】
振動基板電極２１１、２１２、２１３は、振動基板２０３の上面に形成され、振動基板電極２１１、２１２、２１３の上面には絶縁層２１５が形成されている。振動基板電極２１１、２１２、２１３上には、絶縁層２１５を介して、移動体２２１、２２２が載置されている。移動体２２１、２２２の下面、すなわち振動基板電極２１１、２１２、２１３に対向する面には、移動体電極２２１ａ、２２２ａがそれぞれ形成されている。移動体２２１、２２２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８、図９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、２２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【００８６】
圧電素子２０２、振動基板電極２１１、２１２、２１３、移動体電極２２１ａ、２２２ａ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、２１２、２１３には、移動体電極２２１ａ、２２２ａと振動基板電極２１１、２１２、２１３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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、２２２と振動基板電極２１１、２１２、２１３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、２２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、図１０、図１１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１０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１１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１０においては、突き当て部３０５、３０６の図示を省略している。
【００９０】
第３実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００においては、振動基板電極が１つのみであって、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振動基板電極３１１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。
【００９１】
振動基板３０３の長手方向において振動基板電極３１１の幅が変化することにより、移動体３２１、３２２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、３２２の移動体電極３２１ａ、３２２ａと振動基板電極３１１の間の静電容量が変化、例えば増加する。また、振動基板電極３１１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。
【００９２】
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、３２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
振動基板電極３１１は、振動基板３０３の上面に形成され、振動基板電極３１１の上面には絶縁層３１５が形成されている。振動基板電極３１１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、３２２の下面、すなわち振動基板電極３１１に対向する面には、移動体電極３２１ａ、３２２ａが形成されている。移動体３２１、３２２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１０、図１１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。
【００９４】
圧電素子３０２、振動基板電極３１１、移動体電極３２１ａ、３２２ａ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には、移動体電極３２１ａ、３２２ａと、振動基板電極３１１との間の静電容量を検出する静電容量検出回路３３１が接続されている。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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、３２２と振動基板電極３１１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、３２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【００９７】
（第４実施形態）
次に、図１２、図１３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。図１２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１３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１２においては、突き当て部４０５、４０６の図示を省略している。
【００９８】
第４実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００は、２つの振動基板電極４１１、４１２を備え、この振動基板電極４１１、４１２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４１１は、振動基板電極４１２側の部分において、バネ４０４側から圧電素子４０２側へ向かうにつれて幅が狭くなり、振動基板電極４１２は、振動基板電極４１１側の部分において、圧電素子４０２側からバネ４０４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。
【００９９】
振動基板電極４１１、４１２は、移動体４２１、４２２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、４２２の移動体電極４２１ａ、４２２ａと振動基板電極４１１、４１２との間の静電容量が変化、例えば増加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、振動基板電極４１１、４１２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４２１と振動基板電極４１１、４１２との距離が小さくなるように、振動基板電極４１１、４１２の厚さに傾斜を持たせることができる。
【０１００】
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、４２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
振動基板電極４１１、４１２は、振動基板４０３の上面に形成され、振動基板電極４１１、４１２の上面には絶縁層４１５が形成されている。振動基板電極４１１、４１２上には、絶縁層４１５を介して、移動体４２１、４２２が載置されている。移動体４２１、４２２の下面、すなわち振動基板電極４１１、４１２に対向する面には、移動体電極４２１ａ、４２２ａがそれぞれ形成されている。
【０１０２】
移動体４２１、４２２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１２、図１３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、４２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１０３】
圧電素子４０２、振動基板電極４１１、４１２、移動体電極４２１ａ、４２２ａ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、振動基板電極４１１、４１２には、移動体電極４２１ａ、４２２ａと振動基板電極４１１、４１２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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
静電容量検出回路４３１では、振動基板電極４１１と移動体電極４２１ａ、４２２ａとの間の静電容量と、振動基板電極４１２と移動体電極４２１ａ、４２２ａ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、４２２の位置検出の観点からは、振動基板電極４１１、４１２の一方のみでもよい。
【０１０６】
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、４２２と振動基板電極４１１、４１２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、４２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１０７】
（第５実施形態）
次に、図１４、図１５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。図１４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１５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１４においては、突き当て部５０５、５０６の図示を省略している。
【０１０８】
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。
【０１０９】
具体的には、２つの振動基板位置検出電極５１６、５１７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５１１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５１６、５１７の斜辺とそれぞれ対向するように配置されている。
【０１１０】
振動基板位置検出電極５１６、５１７は、その平面形状により、移動体５２１、５２２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５２１、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａ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る。
【０１１１】
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、５２２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、１２２と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
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、５２２が載置されている。移動体５２１、５２２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５２１ａ、５２２ａがそれぞれ形成されている。移動体５２１、５２２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１４、図１５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、５２２は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１１３】
圧電素子５０２、振動基板駆動電極５１１、移動体５２１、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａ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、５２２の移動体電極５２１ａ、５２２ａと振動基板位置検出電極５１６、５１６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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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５２１ａ、５２２ａ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５２１ａ、５２２ａ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、５２２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、５２２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。
【０１１６】
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、５２２と振動基板位置検出電極５１６、５１７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、５２２の絶対位置を確実かつ正確に算出することができる。
【０１１７】
（第６実施形態）
次に、図１６、図１７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１６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１７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１６においては、突き当て部６０５、６０６の図示を省略している。
【０１１８】
第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００においては、移動体６２１、６２２、６２３を用いている点が第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。
【０１１９】
移動体６２１、６２２、６２３は、絶縁層６１５を介して、振動基板電極６１１、６１２上に載置されている。移動体６２１、６２２、６２３の下面には、移動体電極６２１ａ、６２２ａ、６２３ａがそれぞれ形成されている。移動体６２１、６２２、６２３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１６、図１７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、６２２、６２３は、磁性材料又は導電材料で形成することが好ましい。
【０１２０】
慣性駆動アクチュエータ６００においては、対象移動体を１つ選び、残りの移動体を対象以外の移動体として振動基板電極６１１、６１２に固着させることにより、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と同様にキャリブレーションを行うことができる。
【０１２１】
なお、キャリブレーションは、複数の移動体（２つ以上の移動体）について同時に行うこともできる。
この場合は、まず、全ての移動体を一方の移動限界位置へ移動させる。次に、全ての移動体を他方の移動限界位置へ移動させる。ここで、各移動体の移動限界位置は、図７について説明したキャリブレーションと同様に、突き当て部又は突き当て部に順次接触したほかの移動体によって定まる。
【０１２２】
一方の移動限界位置へ向かう方向、及び、他方の移動限界位置へ向かう方向における速度が、全ての移動体について互いに同一であれば、図７を用いて説明した移動体が２つの場合と同様に、１駆動波形あたりの移動量を複数の移動体に対して同時に測定することができる。
【０１２３】
これに対して、正しくキャリブレーションが行われていない移動体があった場合、複数の移動体の位置と静電容量の関連付けについては同時に行い、各移動体における1駆動波形あたりの移動量においては、各個別に測定するキャリブレーションを行う。正しくキャリブレーションが行われていない移動体があった場合、正しく行われなかった移動体を対象移動体とし、それ以外の移動体を固着し、1駆動波形あたりの移動量を個別に測定を行う。
【０１２４】
多群の移動体を同時に位置と静電容量の関連付けを行い、１駆動波形あたりの移動量を個別に測定するキャリブレーションを行う。
摩擦の状態はそれぞれの移動体が完全に同じ可能性は低い。限界位置まで移動させる、位置と静電容量の関連付けは問題ないが、同時に１駆動波形あたりの移動量を測定することは速度がそれぞれ異なり、ぶつかる可能性が高いため、困難と考えられる。その場合、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体以外を、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体とは逆方向へ完全に移動させる。そのときできた空間が、１駆動波形あたりの移動量を測定する移動体の移動限界距離となる。キャリブレーションを行わない移動体は、固着ステップとし、動かないようにする。１駆動波形あたりの移動量の測定方法は１群と同様である。
【０１２５】
（第７実施形態）
次に、図１８、図１９を参照しつつ、第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００の構成について説明する。図１８は、本発明の第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００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７００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７０５、７０６の図示を省略している。
【０１２６】
第７実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００においては、３つの移動体７２１、７２２、７２３のうちの移動体７２２と移動体７２３との間に３つめの突き当て部７０８を設けた点が第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００と異なる。その他の構成は第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００と同様である。すなわち、慣性駆動アクチュエータ７００の固定部材７０１、圧電素子７０２、振動基板７０３、バネ７０４、突き当て部７０５、７０６、永久磁石７０７、振動基板電極７１１、７１２、移動体７２１、７２２、７２３、静電容量検出回路７３１、制御回路７３２、及び、駆動回路７３３は、第６実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の固定部材６０１、圧電素子６０２、振動基板６０３、バネ６０４、突き当て部６０５、６０６、永久磁石６０７、振動基板電極６１１、６１２、移動体６２１、６２２、６２３、静電容量検出回路６３１、制御回路６３２、及び、駆動回路６３３と、それぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
突き当て部７０８は、接着その他の手段により、振動基板７０３に固定されている。また、突き当て部７０８は、移動体７２１と移動体７２２との間に配置してもよい。
【０１２８】
以上の構成によれば、移動体７２１、７２２については、第１実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１００と同様にキャリブレーションを行うことができる。また、移動体７２３については、突き当て部７０８に接する位置を一方の移動限界位置とするとともに、突き当て部７０６に接する位置を他方の移動限界位置としてキャリブレーションを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】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】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】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】移動体を図１における右側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図５】移動体を図１における左側へ移動させる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図６】移動体を振動基板電極上に留まらせる場合の駆動波形を示すグラフであって、（ａ）は圧電素子へ印加する駆動電圧、（ｂ）は振動基板電極へ印加する駆動電圧、（ｃ）は移動体電極へ印加する駆動電圧、をそれぞれ示すグラフである。
【図７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】第７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】第７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。
【符号の説明】
【０１３１】
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
１２１ａ 移動体電極
１２２ 移動体
１２２ａ 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、２１２、２１３ 振動基板電極
２１５ 絶縁層
２２１ 移動体
２２１ａ 移動体電極
２２２ 移動体
２２２ａ 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 振動基板電極
３１５ 絶縁層
３２１ 移動体
３２１ａ 移動体電極
３２２ 移動体
３２２ａ 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、４１２ 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
４２１ａ 移動体電極
４２２ 移動体
４２２ａ 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
５２１ａ 移動体電極
５２２ 移動体
５２２ａ 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
６２１ａ 移動体電極
６２２ 移動体
６２２ａ 移動体電極
６２３ 移動体
６２３ａ 移動体電極
６３１ 静電容量検出回路
６３２ 制御回路
６３３ 駆動回路
７００ 慣性駆動アクチュエータ
７０１ 固定部材
７０２ 圧電素子
７０３ 振動基板
７０４ バネ
７０５、７０６ 突き当て部
７０７ 永久磁石
７０８ 突き当て部
７１１、７１２ 振動基板電極
７１５ 絶縁層
７２１ 移動体
７２１ａ 移動体電極
７２２ 移動体
７２２ａ 移動体電極
７２３ 移動体
７２３ａ 移動体電極
７３１ 静電容量検出回路
７３２ 制御回路
７３３ 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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、
前記対象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、前記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前記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演算ステップと、
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た、前記一方及び他方の前記移動限界位置間における前記移動体の絶対位置の算出を可能とするとともに、
前記一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、前記対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置である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において、前記対象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】
前記対象移動体は複数であって、互いに同時にキャリブレーションを行う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】
前記対象以外の移動体を前記振動基板に固着させる固着ステップを備え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】
１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、同時に行うことを特徴とする請求項１から請求項５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７】
１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、個別に行うことを特徴とする請求項１から請求項５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】
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付近へ移動することを特徴とする請求項１から請求項９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１１】
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１０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１２】
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１１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１３】
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１２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１４】
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１３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１５】
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複数の移動体と、
を備えた慣性駆動アクチュエータ装置であって、
前記複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、慣性により、一方及び他方の移動限界位置間を移動し、
前記一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、前記対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であり、
さらに、慣性駆動アクチュエータ装置は、
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からの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、
前記比率演算部によって計算された比率を記憶する比率記憶部と、
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、前記移動体の現在位置を計算する現在位置演算部と、
前記現在位置演算部によって計算された現在位置と目的位置との差分とから、前記移動手段に対する駆動信号を演算する駆動信号演算部と、
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１６】
前記移動体は導電材料を含むことを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１７】
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１５又は請求項１６に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【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、複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、一方及び他方の移動限界位置間を移動するように駆動を行い、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、
前記対象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、前記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前記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演算ステップと、
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た、前記一方及び他方の前記移動限界位置間における前記移動体の絶対位置の算出を可能とするとともに、
前記一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、前記対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置である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において、前記対象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】
前記対象移動体は複数であって、互いに同時にキャリブレーションを行う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】
前記対象以外の移動体を前記振動基板に固着させる固着ステップを備え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】
１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、同時に行うことを特徴とする請求項１から請求項５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７】
１駆動波形あたりの移動量の計算は、それぞれの移動体について、個別に行うことを特徴とする請求項１から請求項５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】
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付近へ移動することを特徴とする請求項１から請求項９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１１】
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１０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１２】
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１１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１３】
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１２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１４】
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１３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１５】
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複数の移動体と、
を備えた慣性駆動アクチュエータ装置であって、
前記複数の移動体のうちの対象となる対象移動体が、慣性により、一方及び他方の移動限界位置間を移動し、
前記一方及び他方の移動限界位置の少なくとも一方は、前記対象移動体が対象以外の移動体に突き当たる位置であり、
さらに、慣性駆動アクチュエータ装置は、
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からの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、
前記比率演算部によって計算された比率を記憶する比率記憶部と、
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、前記移動体の現在位置を計算する現在位置演算部と、
前記現在位置演算部によって計算された現在位置と目的位置との差分とから、前記移動手段に対する駆動信号を演算する駆動信号演算部と、
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１６】
前記移動体は導電材料を含むことを特徴とする請求項１５に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【請求項１７】
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１５又は請求項１６に記載の慣性駆動アクチュエータ装置。
【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】
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【図６】
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【図１０】
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【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２１６９８９（Ｐ２０１０−２１６９８９Ａ）
【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２００９−６４０４６（Ｐ２００９−６４０４６）
【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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