駆動装置およびそれに使用される位置検出装置
![](A,2009-047680_000002.jpg)
【課題】安価で、且つ小型化が可能で、検出精度を向上させた、位置検出装置を提供すること。
【解決手段】位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とから構成される。位置情報部は、可動部が所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持つ。位置検出装置は、光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部の粗位置を検出する粗位置検出部と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部の詳細位置を検出する詳細位置検出部と、粗位置を表す粗位置情報と詳細位置を表す詳細位置情報とを合算して、可動部の現在位置を求める合算手段とを有する。
【解決手段】位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とから構成される。位置情報部は、可動部が所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持つ。位置検出装置は、光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部の粗位置を検出する粗位置検出部と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部の詳細位置を検出する詳細位置検出部と、粗位置を表す粗位置情報と詳細位置を表す詳細位置情報とを合算して、可動部の現在位置を求める合算手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置に関し、特に、可動部の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、カメラのオートフォーカス用アクチュエータやズーム用アクチュエータとして、圧電素子、電歪素子、磁歪素子等の電気機械変換素子を使用した駆動装置(リニアアクチュエータ)が使用されている。カメラは、携帯電話などに搭載されるモバイルカメラであっても良い。
【0003】
例えば、特許文献1は、レンズホルダ(被駆動部材)を移動させるのに、圧電素子の伸縮方向の一端にガイド棒(駆動部材)を接着し、ガイド棒にレンズホルダを移動可能に支持させ、ガイド棒とレンズホルダとの間に摩擦力を発生させる板バネとを備えた駆動装置を開示している。特許文献1では、圧電素子に伸びの速度と縮みの速度とを異ならせるように電圧を印加している。特許文献1は鏡筒位置検出器を備えている。鏡筒位置検出器は、鏡筒の腕の下面に配置されたコ字形の摺動接片と、鏡筒の移動経路の下方で静止部材上に取り付けられた固定検出板とから構成されている。
【0004】
また、特許文献2は、圧電素子と、この圧電素子に結合して圧電素子の伸縮方向に延在する駆動軸(耐摩耗性の振動棒)と、この駆動軸に摩擦結合した被駆動部材(ズームレンズ鏡筒)とを備えた駆動装置を開示している。この特許文献2では、圧電素子に印加する駆動信号を工夫して、被駆動部材(ズームレンズ鏡筒)を駆動している。特許文献2は、位置検出器については何等開示していない。
【0005】
特許文献3は、構成部材の弾性変形の影響を受けることのない電気機械変換素子を使用した直線駆動機構を開示している。特許文献3において、固定鏡筒に固着された内筒には半径方向に延びた延長部の軸受に光軸に平行に配置された駆動軸が移動自在に支持されている。延長部と作用部材との間には、圧電素子(電気機械変換素子)が配置され固着結合される。作用部材の上半分は駆動軸に接触し、作用部材の下半分はばねにより付勢されたパッドが装着され、作用部材及びパッドは駆動軸に対し適当な摩擦力で摩擦結合する。圧電素子に速度の異なる伸縮変位を発生させると、作用部材を介して駆動軸が変位し、駆動軸は被駆動部材であるレンズ保持枠と共に繰り出し繰り込みがなされる。特許文献3に開示された直線駆動機構では、レンズの移動距離を検出するために強磁性体薄膜磁気抵抗素子式位置センサ(以下、「MRセンサ」という)が設けられている。レンズの移動距離は、レンズ保持枠(光軸に平行に配置された案内軸)の移動距離である。内筒にMRセンサの磁気抵抗素子を配置し、案内軸に所定間隔でNおよびSの磁極を着磁して着磁ロッドとしている。即ち、特許文献3に開示されたMRセンサは、着磁ロッドと磁気抵抗素子と協働してレンズ保持枠の移動距離を検出している。
【0006】
特許文献4は、位置センサを備えた圧電アクチュエータを開示している。特許文献4に開示された圧電アクチュエータは、固定部(静止部材)に接着等の方法で一端が固定された圧電素子(電気機械変換素子)と、圧電素子の他端に接着等の方法で固定された丸棒状の駆動部材(振動摩擦部)と、駆動部材上に摩擦保持されている可動部材(移動部)とから構成されている。可動部材は、駆動部材上に摩擦力で係合する摩擦保持部と、この摩擦保持部に連結されたレンズを保持するレンズホルダとからなる。位置センサは、可動部材に取り付けられた磁界発生部材と、この磁界発生部材に対向するように固定部上に固定された磁界検出部材とから構成される。磁界検出部材としては、ホール素子やMR素子などが好適に用いられる。
【0007】
また、特許文献5は、アクチュエータの移動部材と固定電極との間の静電容量に基いて移動部材の位置を検出する非接触型の位置検出装置を開示している。圧電素子(電気機械変換素子)の一端はフレーム(静止部材)に固定され、他端には移動部材(移動部)が摩擦結合した駆動軸(振動摩擦部)が固定される。移動部材の移動方向に平行に非接触状態で検出部材が配置される。検出部材は移動部材との対向面に電極を構成し、移動部材と間隔を隔てて静電容量のコンデンサを形成する。駆動回路からの駆動パルスは圧電素子に印加されると共に移動部材に静電容量結合している電極にも流れ、その電流は検出回路で検出され、制御回路に入力される。移動部材が電極の上を移動すると電極に応じて電流は増減するから、電流に基づいて移動部材の位置が検出できる。
【0008】
さらに、特許文献6は、スリットの幅以上の範囲に亘って遮光板の現在位置を検出することができる位置検出装置を開示している。フォトインタラプタの隙間を通って所定の方向に往復動可能な遮光板は、発光体から受光体へ向けて投光される光を遮蔽する。遮光板は、所定の方向と直交する方向へ延在する幅が変化している。遮光板は、当該遮光板の移動量に応じてフォトインタラプタのスリットを覆う遮光面積が比例して増加するような、形状を有する。
【0009】
なお、電気機械変換素子を使用した駆動装置用の位置検出装置ではないが、特許文献7は、磁気記録再生装置用の位置検出装置を開示している。この特許文献7に開示された位置検出装置では、スケールをキャリッジ側に固定して設け、フォトインタラプタをメインフレームに近接した基板に取り付けている。スケールには、所定の半径方向に沿って所定間隔で開けられたスリットが設けられている。フォトインタラプタは、スリットに対応した位置に設けられた発光部および受光部を含む。このような、フォトインタラプタなどの光学的位置検出素子とスリットなどの位置情報部とを備えた位置検出装置を用いて位置を検出する方法は、エンコータ方式と呼ばれている。
【0010】
【特許文献1】特許第2633066号公報
【特許文献2】特許第3218851号公報
【特許文献3】特開平9−191665号公報
【特許文献4】特開2006−113874号公報
【特許文献5】特開2003−185406号公報
【特許文献6】特開2005−147955号公報
【特許文献7】特開平9−306122号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
特許文献1に開示された鏡筒位置検出器では、コ字形の摺動接片を固定検出板に摺接させるので、その摺接部が磨耗してしまうという問題がある。
【0012】
特許文献3や特許文献4のように検出素子としてホール素子やMR素子(MRセンサ)を用いる方法では、移動部若しくは固定部に磁気を帯びた磁性体を取り付ける必要があるので、小型化およびコストの点で不利である。
【0013】
特許文献5は、移動部材と固定電極との間の静電容量に基づいて移動部材の位置を検出する非接触型の位置検出装置を開示している。特許文献5では、電極に常に電流を流す必要があるので、電力を消費してしまうという問題がある。更に、移動部材を導電性の材料で構成しなければならず、材料の選択に制限があるという問題もある。
【0014】
特許文献6は位置検出装置を開示するのみで、駆動装置に適用する場合にどのように配置するかについては何等開示せず、示唆する記載もない。
【0015】
特許文献7に開示されたエンコーダ方式の位置検出装置では、使用する光学的位置検出素子の分解能と、位置情報部の加工可能なサイズとによって位置検出精度が決定される。一方、モバイルカメラ用の駆動装置では、数μm〜十数μmの位置調整精度が必要である。その為、モバイルカメラに搭載された駆動装置において、エンコーダ方式の位置検出装置で位置検出を行うためには、スケールに数μmの間隔でスリット等を加工する必要がある。しかしながら、このような加工は極めて困難で、現実的ではない。
【0016】
本発明の課題は、安価で、且つ小型化が可能で、検出精度を向上させた、位置検出装置およびそれを備えた駆動装置を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明の第1の態様によれば、可動部(42)と、この可動部を所定の方向(Z)へ駆動する駆動部(44)と、可動部および駆動部を覆う筐体(30)と、可動部の位置を検出する位置検出装置(50)とを備えた駆動装置(20)であって、駆動部(44)は、所定の方向(Z)へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子(441)と、この電気機械変換素子の一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部(443)と、から構成され、可動部(42)は、振動摩擦部(443)の振動方向に移動可能な状態で振動摩擦部(443)に摩擦結合される移動部(423)を備え、駆動部(44)は、電気機械変換素子(441)の伸縮方向の振動により移動部(423)を駆動する、駆動装置において、位置検出装置(50)は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子(51)と位置情報部(52)とを含み、光学的位置検出素子及び位置情報部の一方は可動部に取り付けられ、光学的位置検出素子及び位置情報部の他方は筐体の内壁に取り付けられており、位置情報部(52)は、可動部(42)が所定の方向(Z)へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置(50)は、光学的位置検出素子(51)から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部(42)の粗位置を検出し、この粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部(53)と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子(441)に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部(42)の詳細位置を検出し、この詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部(54)と、粗位置情報と詳細位置情報とを合算して、可動部(42)の現在位置を求める合算手段(55)と、を有することを特徴とする駆動装置が得られる。
【0019】
上記本発明の第1の態様による駆動装置において、高光効率部と低光効率部の光効率の差は、位置情報部(52)に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じるものであってよい。光学的位置検出素子は、フォトインタラプタ(51)から構成されてよい。フォトインタラプタは、位置情報部(52)で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタ(51)から成ってよく、或いは、位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成ってよい。
【0020】
本発明の第2の態様によれば、可動部(42)と、この可動部を所定の方向(Z)へ駆動する駆動部(44)と、可動部および駆動部を覆う筐体(30)と備えた駆動装置(20)に用いられ、可動部の位置を検出する位置検出装置(50)であって、駆動部(44)は、所定の方向(Z)へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子(441)と、この電気機械変換素子の一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部(443)と、から構成され、可動部(42)は、振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で振動摩擦部に摩擦結合される移動部(423)を備え、駆動部(44)は、電気機械変換素子(441)の伸縮方向の振動により移動部(423)を駆動するものであり、位置検出装置(50)は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子(51)と位置情報部(62)とを含み、光学的位置検出素子及び位置情報部の一方は可動部に取り付けられ、光学的位置検出素子及び位置情報部の他方は筐体の内壁に取り付けられており、位置情報部(52)は、可動部(42)が所定の方向(Z)へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置(50)は、光学的位置検出素子(51)から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部(42)の粗位置を検出し、この粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部(53)と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子(441)に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部(42)の詳細位置を検出し、この詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部(54)と、粗位置情報と詳細位置情報とを合算して、可動部(42)の現在位置を求める合算手段(55)と、を有することを特徴とする位置検出装置が得られる。
【0021】
上記本発明の第2の態様による位置検出装置において、高光効率部と低光効率部の光効率の差は、位置情報部(52)に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じるものであってよい。光学的位置検出素子は、フォトインタラプタ(51)から構成されてよい。フォトインタラプタは、位置情報部(52)で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタ(51)から成ってよいし、或いは、位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成ってもよい。
【0022】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【0023】
本発明では、位置情報部は、可動部が所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置は、光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部の粗位置を検出する粗位置検出部と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部の詳細位置を検出する詳細位置検出部と、粗位置を表す粗位置情報と詳細位置を表す詳細位置情報とを合算して、可動部の現在位置を求める合算手段とを有するので、安価で、且つ小型化が可能で、検出精度を向上させた、位置検出装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
図1乃至図4を参照して、本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置20について説明する。図1は駆動装置20の部分断面斜視図である。図2は図1に示した駆動装置20の断面図である。図3は図1の駆動装置20の内部に設けられるオートフォーカスレンズ駆動ユニット40を示す外観斜視図である。図4は図3に図示したオートフォーカスレンズ駆動ユニット40のレンズ駆動部44を棒状の移動軸423と共に示す斜視図である。尚、駆動装置20は、振動アクチュエータとも呼ばれる。
【0026】
ここでは、図1乃至図4に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図1乃至図4に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸は前後方向(奥行方向)であり、Y軸は左右方向(幅方向)であり、Z軸は上下方向(高さ方向)である。そして、図1乃至図4に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。
【0027】
図1に示されるように、駆動装置20は、略直方体形状の筐体(外装)30で覆われている。この筐体(外装)30内には、後述するオートフォーカスレンズ駆動ユニット40(図3参照)が配置される。筐体(外装)30は、カップ状の上側カバー32と下側ベース34とを含む。筐体30の下側ベース34上に静止部材(錘)442(後述する)が搭載される。上側カバー32の上面は、レンズの光軸Oを中心軸とした円筒部32aを有する。
【0028】
一方、図示はしないが、下側ベース34の中央部には、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、可動レンズ(後述する)により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。
【0029】
筐体(外装)30内には、左奥側に案内軸36が設けられている。この案内軸36は、レンズの光軸Oと平行に延在している。案内軸36は筐体30の下側ベース34上に立設している。このレンズの光軸Oを間に挟んで、案内軸36と反対側である右手前側には、後で詳述する、棒状の移動部(移動軸)423が設けられている。すなわち、案内軸36と移動軸423とは、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置されている。
【0030】
図3に示されるように、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40は、レンズ可動部42とレンズ駆動部44とから構成される。レンズ可動部42は、可動レンズであるオートフォーカスレンズAFLを保持するレンズ保持枠421を含む。レンズ保持枠421は、略円筒状の可動鏡筒422の内部に固定されている。可動鏡筒422は、左奥側で半径方向外側に延びる一対の延在部4221(但し、図3では上側のみ図示する)を有する。この一対の延在部4221は、上記案内軸36が貫通する貫通孔4221aを持つ。また、可動鏡筒422は、右手前側で半径方向外側に延びる一対の延在部4222を有する。この一対の延在部4222は、棒状の移動軸423が貫通して嵌合される嵌合孔4222aを持つ。このような構成により、レンズ可動部42は、筐体30に対してレンズの光軸O方向にのみ移動可能である。
【0031】
レンズ駆動部44は、レンズ可動部42をレンズの光軸O方向に摺動可能に支持しながら、後述するようにレンズ可動部42を駆動する。
【0032】
図3に加えて図4をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40のレンズ駆動部44について説明する。
【0033】
レンズ駆動部44は、電気機械変換素子として働く積層圧電素子441と、静止部材(錘)442と、振動摩擦部443とを有する。積層圧電素子441は、レンズの光軸O方向(上下方向Z)に伸縮する。積層圧電素子441は、レンズの光軸O方向に複数の圧電層を積層した構造を有する。図2に示されるように、積層圧電素子441は、伸縮方向で互いに対向する第1の端部(下端部)441aと第2の端部(上端部)441bとを持つ。静止部材(錘)442は、積層圧電素子441の第1の端部(下端部)441aに接着剤等で結合される。振動摩擦部443は、積層圧電素子441の第2の端部(上端部)441bに接着剤等で取り付けられている。図示の例では、振動摩擦部443は積層圧電素子441の第2の端部441bに直接結合されているが、振動摩擦部443と積層圧電素子441の第2の端部441bとの間に何らかの部材が介在してもよい。積層圧電素子441と静止部材442との組合せは、圧電ユニットと呼ばれる。
【0034】
棒状の移動軸423は、この振動摩擦部443と摩擦結合される。図4に示されるように、振動摩擦部443には、当該振動摩擦部443と棒状の移動軸423との間の摩擦結合部に断面V字状の溝443aが形成されている。
【0035】
レンズ駆動部44は、棒状の移動軸423を振動摩擦部443に対して押し付ける(付勢する)ためのばね444を備える。すなわち、ばね444は、振動摩擦部443に固定され移動部423を押えるための押付力を発生する付勢手段として働く。ばね444と棒状の移動軸423との間にV字型構造のパッド445が挟み込まれている。パッド445は、移動部423を間に挟んで振動摩擦部443と対向して配置されている。振動摩擦部443と同様に、パッド445も、当該パッド445と棒状の移動軸423との間の接触部に断面V字状の溝445aが形成されている。振動摩擦部443は、ばね444を保持するための溝443bが設けられている。ばね444は、その一端部がこの溝443bで振動摩擦部443に係合され、その他端部が移動部423側に延在している。これにより、振動摩擦部443とパッド445をばね444で棒状の移動軸423に押し付けている。この結果、棒状の移動軸423は振動摩擦部443に安定して摩擦結合される。
【0036】
レンズ駆動部44とレンズ移動部42とは、図3に示されるように、レンズの光軸Oに対して並置されている。したがって、フォーカスレンズ駆動ユニット40を低背化することができる。その結果、駆動装置20も低背化することができる。
【0037】
次に、積層圧電素子441について説明する。積層圧電素子441は直方体の形状をしており、その素子サイズは、0.9[mm]×0.9[mm]×1.5[mm]である。圧電材料としてPZTのような低Qm材を使用している。厚さ20[μm]の圧電材料と厚さ2[μm]の内部電極とを交互に櫛形に50層積層することによって、積層圧電素子441を製造する。そして、積層圧電素子441の有効内部電極サイズは、0.6[mm]×0.6[mm]である。換言すれば、積層圧電素子441の有効内部電極の外側に位置する周辺部には、幅0.15[mm]のリング状の不感帯部分(クリアランス)が存在する。
【0038】
次に、図5を参照して、積層圧電素子441に供給される電流と積層圧電素子441に発生する変位について説明する。なお、図5は、上記特許文献2の図5に図示されたものと同じものである。図5(A)および(B)は、それぞれ、駆動回路(図示せず)により積層圧電素子441に供給される電流の変化と、積層圧電素子441の変位を示すものである。
【0039】
図5(A)に示すように、積層圧電素子441に大電流(正方向)と所定の一定電流(負方向)とを交互に流す。このような状況では、図5(B)に示すように、積層圧電素子441は、大電流(正方向)に対応した急激な変位(伸び)と、一定電流(負方向)に対応した穏やかな変位(縮み)とが交互に生じる。
【0040】
すなわち、積層圧電素子441に矩形波電流を印加して(図5(A))、積層圧電素子441に対してのこぎり波状の変位(伸縮)を生じ(図5(B))させる。
【0041】
図5に加えて図3をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40の動作について説明する。先ず、レンズ可動部42を上下方向Zに沿って下方向に移動する場合の動作について説明する。
【0042】
先ず、図5(A)に示すように、積層圧電素子441に正方向の大電流を流すと、図5(B)に示すように、積層圧電素子441は急速に厚み方向の伸び変位を生じる。その結果、振動摩擦部443はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に急速に移動する。このとき、レンズ可動部42は、その慣性力により、振動摩擦部443と棒状の移動軸423との間の摩擦力に打ち勝って実質的にその位置にとどまるので、移動しない。
【0043】
次に、図5(A)に示すように、積層圧電素子441に負方向の一定電流を流すと、積層圧電素子441は緩やかに厚み方向の縮み変位を生じる。その結果、振動摩擦部443はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に緩やかに移動する。このとき、振動摩擦部443と棒状の移動軸423とはそれらの間の接触面に発生する摩擦力により結合しているので、レンズ可動部42は振動摩擦部443と共に実質的にレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に移動する。
【0044】
このように、積層圧電素子441に正方向の大電流と負方向の所定の一定電流を交互に流して、積層圧電素子441に伸び変位と縮み変位を交互に生じさせることにより、レンズ保持枠421(レンズ可動部42)をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向へ連続して移動させることができる。
【0045】
レンズ可動部42をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に移動させるには、上記と逆に積層圧電素子441に負方向の大電流と、正方向の所定の一定電流とを交互に流すことによって、達成することができる。
【0046】
とにかく、積層圧電素子441に特定の波形を印加することで積層圧電素子441は伸縮し、振動摩擦部443は積層圧電素子441の変位方向に振動する。振動摩擦部443と移動部423とは摩擦で係合されており、積層圧電素子441に印加される特定の波形の形状によって、移動部423の移動方向と移動速度が制御(規定)される。したがって、この印加される特定の波形を繰り返すパルス数の総和で、移動部423の移動距離が決定される。積層圧電素子441に印加される特定の波形は、例えば、鋸歯状波やデューティ比が30%前後の矩形波である。これらの特定の波形を反転させることで、移動部423を上方向(正方向)から下方向(逆方向)へ移動させることができる。
【0047】
このように、積層圧電素子441に印加した特定の波形の駆動パルスのパルス数をカウントすることによって、レンズ可動部42の位置(移動距離)を検出することができる。ここでは、この方法をパルス・カウント法と呼ぶことにする。このパルス・カウント法は、一般的に、数nm〜数十nmの分解能を持っている。すなわち、1パルスで駆動される移動部423の移動距離は、数nm〜数十nmである。したがって、パルス・カウント法は、移動部423の移動距離が短い状況においてレンズ可動部42の位置を検出する場合には有利である。
【0048】
しかしながら、このパルス・カウント法は、移動部423の移動距離が長い状況においてレンズ可動部42の位置を検出する場合には、次に述べるような欠点がある。すなわち、移動部423の移動距離が長い程、振動摩擦部443と移動部423との間の摩擦力のバラツキから検出誤差が生じ易い。また、移動部423を移動させる際に往復のヒステリシスが生じる。換言すれば、同じパルス数の特定の波形の駆動パルスを積層圧電素子441に印加しても、上方向(行き)と下方向(帰り)とで移動部423の移動距離が異なる。そのため、パルス・カウント法は、常に、レンズ可動部42(移動部423)を基準位置から一方向に移動させてカウントしなければならない。従って、基準位置からの移動部423の移動量が大きい程、レンズ可動部42の位置検出に時間がかかってしまう。
【0049】
なお、このようなパルス・カウント法は、基準位置の検知に基づいて0にリセットされ、積層圧電素子441に印加される駆動パルスのパルス数をカウントするカウンタによって実現可能である。
【0050】
そこで、本発明では、このパルス・カウント法に前述したエンコータ方式を組合せることによって、両方の方法の利点を生かして、レンズ可動部42の位置を検出するようにしている。
【0051】
次に、図6及び図7を参照して、本発明の一実施の形態に係る位置検出装置50について説明する。図6は位置検出装置50の位置検出部を示す概略図である。図7は位置検出装置50を示すブロック図である。
【0052】
最初に、図6を参照して位置検出装置50の位置検出部について説明する。図示の位置検出装置50の位置検出部は、レンズ可動部42の位置を検出するためのものであり、光学的位置検出素子51と、位置情報部52とを有する。図示の例では、光学的位置検出素子51は、筐体30の上側カバー32の外周側壁の内壁に設けられており、位置情報部52は、レンズ可動部42の可動鏡筒422の外周壁に取り付けられている。光学的位置検出素子51と位置情報部52とは、それらに間に空間を空けて、互いに対向して配置されている。
【0053】
なお、図示の例では、位置情報部52がレンズ可動部42に取り付けられ、光学的位置検出素子51が筐体30に取り付けられているが、位置情報部52を筐体30に取り付け、光学的位置検出素子51をレンズ可動部42に取り付けても良い。
【0054】
図示の光学的位置検出素子51は、反射型フォトインタラプタから構成されている。この技術分野において周知のように、反射型フォトインタラプタは、位置情報部52へ向けて光を出射する発光体と、位置情報部52で反射された光を受光する受光体とから構成される。発光体は、例えば、発光ダイオード(LED)から構成される。受光体は、例えば、フォトダイオードから構成される。
【0055】
なお、図示の例では、光学的位置検出素子51は、反射型フォトインタラプタから構成されているが、透過型フォトインタラプタから構成されても良い。
【0056】
位置情報部52は、レンズ可動部42がレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持つ。
【0057】
尚、光学的位置検出素子51で検出される光の量を変化させるために、位置情報部52の高光効率部および低光効率部としては、例えば、次に述べる方法を採用することができる。1)スリットのような形状で透過率を変化させる。2)明暗の線で反射率を変化させる。3)形状の凹凸で光学的位置検出素子61までの距離を変化させる。4)これら1)〜3)を複合する。5)高光効率部と低光効率部の面積比を変化させる。
【0058】
次に、図7を参照して、位置検出装置50の構成について更に説明する。
【0059】
光学的位置検出素子51は、駆動装置(振動アクチュエータ)20に取り付けられた位置情報部51へ向けて位置検出素子照射光を照射する。そして、光学的位置検出素子51は、位置情報部51から反射された位置検出素子戻り光を受光する。そして、光学的位置検出素子51は、位置検出素子出力としてパルス信号を出力する。
【0060】
図示の位置検出装置50は、大ステップカウンタ53と、小ステップパルス数カウンタ54と、大/小ステップ合算手段55とを有する。
【0061】
大ステップカウンタ53は、光学的位置検出素子51から得られるパルス信号をカウントする。この大ステップカウンタ52のカウント値は、レンズ可動部42の粗位置を表している。したがって、大ステップカウンタ53は、光学的位置検出素子51から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部42の粗位置を検出する粗位置検出部として動作する。大ステップカウンタ53は、粗位置を表す粗位置情報を大ステップ情報として出力する。
【0062】
小ステップパルス数カウンタ54は、制御回路60から駆動回路62へ供給される駆動パルスのパルス数をカウントする。尚、駆動回路62は、この駆動パルスに応答して、振動アクチュエータ20の電気機械変換素子(積層圧電素子)441へ、図5(A)に示されるような、駆動電流を流す。小ステップパルス数カウンタ54は、後述する大/小ステップ合算手段55から供給されるカウンタリセット信号に応答してリセットされる。したがって、小ステップパルス数カウンタ54のカウント値は、レンズ可動部42の詳細位置を表している。とにかく、小ステップパルス数カウンタ54は、粗位置検出部53で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子441に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部42の詳細位置を検出する詳細位置検出部として働く。小ステップパルス数カウンタ54は、詳細位置を表す詳細位置情報を小ステップ情報として出力する。
【0063】
大/小ステップ合算手段55は、大ステップ情報(粗位置情報)と小ステップ情報(詳細位置情報)とを合算して、レンズ可動部42の現在位置を求める。大/小ステップ合算手段55は、大ステップカウンタ53から供給される大ステップ情報(粗位置情報)が変化するタイミングで、上記カウンタリセット信号を小ステップパルス数カウンタ54へ供給する。大/小ステップ合算手段55は、この求めたレンズ可動部42の現在位置を表す位置情報を制御回路60へ送出する。
【0064】
制御信号60は、この位置情報に基づいて、駆動パルスを駆動回路62へ供給する。
【0065】
したがって、図7に示した位置検出装置50は、レンズ可動部42の移動量が長い場合でも、精度良くレンズ可動部42の位置を検出することができる。
【0066】
兎に角、本実施の形態に係る位置検出装置50は、上記パルス・カウント法と上記エンコータ方式とを組合せることによって、両方の方法の利点を生かして、レンズ可動部42の現在位置を検出するようにしている。
【0067】
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置は、上述した実施の形態のものに限定されず、例えば、前述した特許文献1乃至5に開示されたような駆動装置にも適用可能なのは当業者であれば容易に理解できるであろう。更に、本発明はカメラ用の駆動装置に限定されず、種々の駆動装置に適用可能なのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【図1】本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置の部分断面斜視図である。
【図2】図1に示した駆動装置の断面図である。
【図3】図1の駆動装置の内部に設けられるオートフォーカスレンズ駆動ユニットを示す外観斜視図である。
【図4】図3に図示したオートフォーカスレンズ駆動ユニットのレンズ駆動部を棒状の移動軸と共に示す斜視図である。
【図5】積層圧電素子に供給される電流と積層圧電素子に発生する変位を説明するための波形図である。
【図6】本発明の一実施の形態に係る位置検出装置の位置検出部を示す概略図である。
【図7】本発明の一実施の形態に係る位置検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0069】
20 駆動装置(振動アクチュエータ)
30 外装(筐体)
32 上側カバー
34 下側ベース
40 オートフォーカスレンズ駆動ユニット
42 レンズ可動部
421 レンズ保持枠
422 可動鏡筒
4221 延在部
4221a 貫通孔
4222 延在部
4222a 嵌合孔
423 棒状の移動部(移動軸)
44 レンズ駆動部
441 積層圧電素子(電気機械変換素子)
441a 第1の端部(下端部)
441b 第2の端部(上端部)
442 静止部材(錘)
443 振動摩擦部
443a 断面V字状の溝
443b 溝
444 ばね
445 V字型構造のパッド
445a 断面V字状の溝
50 位置検出装置
51 光学的位置検出素子(反射型フォトインタラプタ)
52 位置情報部
53 大ステップカウンタ(粗位置検出部)
54 小ステップパルス数カウンタ(詳細位置検出部)
55 大/小ステップ合算手段
60 制御回路
62 駆動回路
O レンズの光軸
AFL オートフォーカスレンズ
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置に関し、特に、可動部の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、カメラのオートフォーカス用アクチュエータやズーム用アクチュエータとして、圧電素子、電歪素子、磁歪素子等の電気機械変換素子を使用した駆動装置(リニアアクチュエータ)が使用されている。カメラは、携帯電話などに搭載されるモバイルカメラであっても良い。
【0003】
例えば、特許文献1は、レンズホルダ(被駆動部材)を移動させるのに、圧電素子の伸縮方向の一端にガイド棒(駆動部材)を接着し、ガイド棒にレンズホルダを移動可能に支持させ、ガイド棒とレンズホルダとの間に摩擦力を発生させる板バネとを備えた駆動装置を開示している。特許文献1では、圧電素子に伸びの速度と縮みの速度とを異ならせるように電圧を印加している。特許文献1は鏡筒位置検出器を備えている。鏡筒位置検出器は、鏡筒の腕の下面に配置されたコ字形の摺動接片と、鏡筒の移動経路の下方で静止部材上に取り付けられた固定検出板とから構成されている。
【0004】
また、特許文献2は、圧電素子と、この圧電素子に結合して圧電素子の伸縮方向に延在する駆動軸(耐摩耗性の振動棒)と、この駆動軸に摩擦結合した被駆動部材(ズームレンズ鏡筒)とを備えた駆動装置を開示している。この特許文献2では、圧電素子に印加する駆動信号を工夫して、被駆動部材(ズームレンズ鏡筒)を駆動している。特許文献2は、位置検出器については何等開示していない。
【0005】
特許文献3は、構成部材の弾性変形の影響を受けることのない電気機械変換素子を使用した直線駆動機構を開示している。特許文献3において、固定鏡筒に固着された内筒には半径方向に延びた延長部の軸受に光軸に平行に配置された駆動軸が移動自在に支持されている。延長部と作用部材との間には、圧電素子(電気機械変換素子)が配置され固着結合される。作用部材の上半分は駆動軸に接触し、作用部材の下半分はばねにより付勢されたパッドが装着され、作用部材及びパッドは駆動軸に対し適当な摩擦力で摩擦結合する。圧電素子に速度の異なる伸縮変位を発生させると、作用部材を介して駆動軸が変位し、駆動軸は被駆動部材であるレンズ保持枠と共に繰り出し繰り込みがなされる。特許文献3に開示された直線駆動機構では、レンズの移動距離を検出するために強磁性体薄膜磁気抵抗素子式位置センサ(以下、「MRセンサ」という)が設けられている。レンズの移動距離は、レンズ保持枠(光軸に平行に配置された案内軸)の移動距離である。内筒にMRセンサの磁気抵抗素子を配置し、案内軸に所定間隔でNおよびSの磁極を着磁して着磁ロッドとしている。即ち、特許文献3に開示されたMRセンサは、着磁ロッドと磁気抵抗素子と協働してレンズ保持枠の移動距離を検出している。
【0006】
特許文献4は、位置センサを備えた圧電アクチュエータを開示している。特許文献4に開示された圧電アクチュエータは、固定部(静止部材)に接着等の方法で一端が固定された圧電素子(電気機械変換素子)と、圧電素子の他端に接着等の方法で固定された丸棒状の駆動部材(振動摩擦部)と、駆動部材上に摩擦保持されている可動部材(移動部)とから構成されている。可動部材は、駆動部材上に摩擦力で係合する摩擦保持部と、この摩擦保持部に連結されたレンズを保持するレンズホルダとからなる。位置センサは、可動部材に取り付けられた磁界発生部材と、この磁界発生部材に対向するように固定部上に固定された磁界検出部材とから構成される。磁界検出部材としては、ホール素子やMR素子などが好適に用いられる。
【0007】
また、特許文献5は、アクチュエータの移動部材と固定電極との間の静電容量に基いて移動部材の位置を検出する非接触型の位置検出装置を開示している。圧電素子(電気機械変換素子)の一端はフレーム(静止部材)に固定され、他端には移動部材(移動部)が摩擦結合した駆動軸(振動摩擦部)が固定される。移動部材の移動方向に平行に非接触状態で検出部材が配置される。検出部材は移動部材との対向面に電極を構成し、移動部材と間隔を隔てて静電容量のコンデンサを形成する。駆動回路からの駆動パルスは圧電素子に印加されると共に移動部材に静電容量結合している電極にも流れ、その電流は検出回路で検出され、制御回路に入力される。移動部材が電極の上を移動すると電極に応じて電流は増減するから、電流に基づいて移動部材の位置が検出できる。
【0008】
さらに、特許文献6は、スリットの幅以上の範囲に亘って遮光板の現在位置を検出することができる位置検出装置を開示している。フォトインタラプタの隙間を通って所定の方向に往復動可能な遮光板は、発光体から受光体へ向けて投光される光を遮蔽する。遮光板は、所定の方向と直交する方向へ延在する幅が変化している。遮光板は、当該遮光板の移動量に応じてフォトインタラプタのスリットを覆う遮光面積が比例して増加するような、形状を有する。
【0009】
なお、電気機械変換素子を使用した駆動装置用の位置検出装置ではないが、特許文献7は、磁気記録再生装置用の位置検出装置を開示している。この特許文献7に開示された位置検出装置では、スケールをキャリッジ側に固定して設け、フォトインタラプタをメインフレームに近接した基板に取り付けている。スケールには、所定の半径方向に沿って所定間隔で開けられたスリットが設けられている。フォトインタラプタは、スリットに対応した位置に設けられた発光部および受光部を含む。このような、フォトインタラプタなどの光学的位置検出素子とスリットなどの位置情報部とを備えた位置検出装置を用いて位置を検出する方法は、エンコータ方式と呼ばれている。
【0010】
【特許文献1】特許第2633066号公報
【特許文献2】特許第3218851号公報
【特許文献3】特開平9−191665号公報
【特許文献4】特開2006−113874号公報
【特許文献5】特開2003−185406号公報
【特許文献6】特開2005−147955号公報
【特許文献7】特開平9−306122号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
特許文献1に開示された鏡筒位置検出器では、コ字形の摺動接片を固定検出板に摺接させるので、その摺接部が磨耗してしまうという問題がある。
【0012】
特許文献3や特許文献4のように検出素子としてホール素子やMR素子(MRセンサ)を用いる方法では、移動部若しくは固定部に磁気を帯びた磁性体を取り付ける必要があるので、小型化およびコストの点で不利である。
【0013】
特許文献5は、移動部材と固定電極との間の静電容量に基づいて移動部材の位置を検出する非接触型の位置検出装置を開示している。特許文献5では、電極に常に電流を流す必要があるので、電力を消費してしまうという問題がある。更に、移動部材を導電性の材料で構成しなければならず、材料の選択に制限があるという問題もある。
【0014】
特許文献6は位置検出装置を開示するのみで、駆動装置に適用する場合にどのように配置するかについては何等開示せず、示唆する記載もない。
【0015】
特許文献7に開示されたエンコーダ方式の位置検出装置では、使用する光学的位置検出素子の分解能と、位置情報部の加工可能なサイズとによって位置検出精度が決定される。一方、モバイルカメラ用の駆動装置では、数μm〜十数μmの位置調整精度が必要である。その為、モバイルカメラに搭載された駆動装置において、エンコーダ方式の位置検出装置で位置検出を行うためには、スケールに数μmの間隔でスリット等を加工する必要がある。しかしながら、このような加工は極めて困難で、現実的ではない。
【0016】
本発明の課題は、安価で、且つ小型化が可能で、検出精度を向上させた、位置検出装置およびそれを備えた駆動装置を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明の第1の態様によれば、可動部(42)と、この可動部を所定の方向(Z)へ駆動する駆動部(44)と、可動部および駆動部を覆う筐体(30)と、可動部の位置を検出する位置検出装置(50)とを備えた駆動装置(20)であって、駆動部(44)は、所定の方向(Z)へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子(441)と、この電気機械変換素子の一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部(443)と、から構成され、可動部(42)は、振動摩擦部(443)の振動方向に移動可能な状態で振動摩擦部(443)に摩擦結合される移動部(423)を備え、駆動部(44)は、電気機械変換素子(441)の伸縮方向の振動により移動部(423)を駆動する、駆動装置において、位置検出装置(50)は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子(51)と位置情報部(52)とを含み、光学的位置検出素子及び位置情報部の一方は可動部に取り付けられ、光学的位置検出素子及び位置情報部の他方は筐体の内壁に取り付けられており、位置情報部(52)は、可動部(42)が所定の方向(Z)へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置(50)は、光学的位置検出素子(51)から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部(42)の粗位置を検出し、この粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部(53)と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子(441)に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部(42)の詳細位置を検出し、この詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部(54)と、粗位置情報と詳細位置情報とを合算して、可動部(42)の現在位置を求める合算手段(55)と、を有することを特徴とする駆動装置が得られる。
【0019】
上記本発明の第1の態様による駆動装置において、高光効率部と低光効率部の光効率の差は、位置情報部(52)に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じるものであってよい。光学的位置検出素子は、フォトインタラプタ(51)から構成されてよい。フォトインタラプタは、位置情報部(52)で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタ(51)から成ってよく、或いは、位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成ってよい。
【0020】
本発明の第2の態様によれば、可動部(42)と、この可動部を所定の方向(Z)へ駆動する駆動部(44)と、可動部および駆動部を覆う筐体(30)と備えた駆動装置(20)に用いられ、可動部の位置を検出する位置検出装置(50)であって、駆動部(44)は、所定の方向(Z)へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子(441)と、この電気機械変換素子の一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部(443)と、から構成され、可動部(42)は、振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で振動摩擦部に摩擦結合される移動部(423)を備え、駆動部(44)は、電気機械変換素子(441)の伸縮方向の振動により移動部(423)を駆動するものであり、位置検出装置(50)は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子(51)と位置情報部(62)とを含み、光学的位置検出素子及び位置情報部の一方は可動部に取り付けられ、光学的位置検出素子及び位置情報部の他方は筐体の内壁に取り付けられており、位置情報部(52)は、可動部(42)が所定の方向(Z)へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置(50)は、光学的位置検出素子(51)から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部(42)の粗位置を検出し、この粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部(53)と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子(441)に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部(42)の詳細位置を検出し、この詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部(54)と、粗位置情報と詳細位置情報とを合算して、可動部(42)の現在位置を求める合算手段(55)と、を有することを特徴とする位置検出装置が得られる。
【0021】
上記本発明の第2の態様による位置検出装置において、高光効率部と低光効率部の光効率の差は、位置情報部(52)に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じるものであってよい。光学的位置検出素子は、フォトインタラプタ(51)から構成されてよい。フォトインタラプタは、位置情報部(52)で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタ(51)から成ってよいし、或いは、位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成ってもよい。
【0022】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【0023】
本発明では、位置情報部は、可動部が所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、位置検出装置は、光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部の粗位置を検出する粗位置検出部と、この粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部の詳細位置を検出する詳細位置検出部と、粗位置を表す粗位置情報と詳細位置を表す詳細位置情報とを合算して、可動部の現在位置を求める合算手段とを有するので、安価で、且つ小型化が可能で、検出精度を向上させた、位置検出装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
図1乃至図4を参照して、本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置20について説明する。図1は駆動装置20の部分断面斜視図である。図2は図1に示した駆動装置20の断面図である。図3は図1の駆動装置20の内部に設けられるオートフォーカスレンズ駆動ユニット40を示す外観斜視図である。図4は図3に図示したオートフォーカスレンズ駆動ユニット40のレンズ駆動部44を棒状の移動軸423と共に示す斜視図である。尚、駆動装置20は、振動アクチュエータとも呼ばれる。
【0026】
ここでは、図1乃至図4に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図1乃至図4に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸は前後方向(奥行方向)であり、Y軸は左右方向(幅方向)であり、Z軸は上下方向(高さ方向)である。そして、図1乃至図4に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。
【0027】
図1に示されるように、駆動装置20は、略直方体形状の筐体(外装)30で覆われている。この筐体(外装)30内には、後述するオートフォーカスレンズ駆動ユニット40(図3参照)が配置される。筐体(外装)30は、カップ状の上側カバー32と下側ベース34とを含む。筐体30の下側ベース34上に静止部材(錘)442(後述する)が搭載される。上側カバー32の上面は、レンズの光軸Oを中心軸とした円筒部32aを有する。
【0028】
一方、図示はしないが、下側ベース34の中央部には、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、可動レンズ(後述する)により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。
【0029】
筐体(外装)30内には、左奥側に案内軸36が設けられている。この案内軸36は、レンズの光軸Oと平行に延在している。案内軸36は筐体30の下側ベース34上に立設している。このレンズの光軸Oを間に挟んで、案内軸36と反対側である右手前側には、後で詳述する、棒状の移動部(移動軸)423が設けられている。すなわち、案内軸36と移動軸423とは、レンズの光軸Oまわりに回転対称な位置に配置されている。
【0030】
図3に示されるように、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40は、レンズ可動部42とレンズ駆動部44とから構成される。レンズ可動部42は、可動レンズであるオートフォーカスレンズAFLを保持するレンズ保持枠421を含む。レンズ保持枠421は、略円筒状の可動鏡筒422の内部に固定されている。可動鏡筒422は、左奥側で半径方向外側に延びる一対の延在部4221(但し、図3では上側のみ図示する)を有する。この一対の延在部4221は、上記案内軸36が貫通する貫通孔4221aを持つ。また、可動鏡筒422は、右手前側で半径方向外側に延びる一対の延在部4222を有する。この一対の延在部4222は、棒状の移動軸423が貫通して嵌合される嵌合孔4222aを持つ。このような構成により、レンズ可動部42は、筐体30に対してレンズの光軸O方向にのみ移動可能である。
【0031】
レンズ駆動部44は、レンズ可動部42をレンズの光軸O方向に摺動可能に支持しながら、後述するようにレンズ可動部42を駆動する。
【0032】
図3に加えて図4をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40のレンズ駆動部44について説明する。
【0033】
レンズ駆動部44は、電気機械変換素子として働く積層圧電素子441と、静止部材(錘)442と、振動摩擦部443とを有する。積層圧電素子441は、レンズの光軸O方向(上下方向Z)に伸縮する。積層圧電素子441は、レンズの光軸O方向に複数の圧電層を積層した構造を有する。図2に示されるように、積層圧電素子441は、伸縮方向で互いに対向する第1の端部(下端部)441aと第2の端部(上端部)441bとを持つ。静止部材(錘)442は、積層圧電素子441の第1の端部(下端部)441aに接着剤等で結合される。振動摩擦部443は、積層圧電素子441の第2の端部(上端部)441bに接着剤等で取り付けられている。図示の例では、振動摩擦部443は積層圧電素子441の第2の端部441bに直接結合されているが、振動摩擦部443と積層圧電素子441の第2の端部441bとの間に何らかの部材が介在してもよい。積層圧電素子441と静止部材442との組合せは、圧電ユニットと呼ばれる。
【0034】
棒状の移動軸423は、この振動摩擦部443と摩擦結合される。図4に示されるように、振動摩擦部443には、当該振動摩擦部443と棒状の移動軸423との間の摩擦結合部に断面V字状の溝443aが形成されている。
【0035】
レンズ駆動部44は、棒状の移動軸423を振動摩擦部443に対して押し付ける(付勢する)ためのばね444を備える。すなわち、ばね444は、振動摩擦部443に固定され移動部423を押えるための押付力を発生する付勢手段として働く。ばね444と棒状の移動軸423との間にV字型構造のパッド445が挟み込まれている。パッド445は、移動部423を間に挟んで振動摩擦部443と対向して配置されている。振動摩擦部443と同様に、パッド445も、当該パッド445と棒状の移動軸423との間の接触部に断面V字状の溝445aが形成されている。振動摩擦部443は、ばね444を保持するための溝443bが設けられている。ばね444は、その一端部がこの溝443bで振動摩擦部443に係合され、その他端部が移動部423側に延在している。これにより、振動摩擦部443とパッド445をばね444で棒状の移動軸423に押し付けている。この結果、棒状の移動軸423は振動摩擦部443に安定して摩擦結合される。
【0036】
レンズ駆動部44とレンズ移動部42とは、図3に示されるように、レンズの光軸Oに対して並置されている。したがって、フォーカスレンズ駆動ユニット40を低背化することができる。その結果、駆動装置20も低背化することができる。
【0037】
次に、積層圧電素子441について説明する。積層圧電素子441は直方体の形状をしており、その素子サイズは、0.9[mm]×0.9[mm]×1.5[mm]である。圧電材料としてPZTのような低Qm材を使用している。厚さ20[μm]の圧電材料と厚さ2[μm]の内部電極とを交互に櫛形に50層積層することによって、積層圧電素子441を製造する。そして、積層圧電素子441の有効内部電極サイズは、0.6[mm]×0.6[mm]である。換言すれば、積層圧電素子441の有効内部電極の外側に位置する周辺部には、幅0.15[mm]のリング状の不感帯部分(クリアランス)が存在する。
【0038】
次に、図5を参照して、積層圧電素子441に供給される電流と積層圧電素子441に発生する変位について説明する。なお、図5は、上記特許文献2の図5に図示されたものと同じものである。図5(A)および(B)は、それぞれ、駆動回路(図示せず)により積層圧電素子441に供給される電流の変化と、積層圧電素子441の変位を示すものである。
【0039】
図5(A)に示すように、積層圧電素子441に大電流(正方向)と所定の一定電流(負方向)とを交互に流す。このような状況では、図5(B)に示すように、積層圧電素子441は、大電流(正方向)に対応した急激な変位(伸び)と、一定電流(負方向)に対応した穏やかな変位(縮み)とが交互に生じる。
【0040】
すなわち、積層圧電素子441に矩形波電流を印加して(図5(A))、積層圧電素子441に対してのこぎり波状の変位(伸縮)を生じ(図5(B))させる。
【0041】
図5に加えて図3をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット40の動作について説明する。先ず、レンズ可動部42を上下方向Zに沿って下方向に移動する場合の動作について説明する。
【0042】
先ず、図5(A)に示すように、積層圧電素子441に正方向の大電流を流すと、図5(B)に示すように、積層圧電素子441は急速に厚み方向の伸び変位を生じる。その結果、振動摩擦部443はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に急速に移動する。このとき、レンズ可動部42は、その慣性力により、振動摩擦部443と棒状の移動軸423との間の摩擦力に打ち勝って実質的にその位置にとどまるので、移動しない。
【0043】
次に、図5(A)に示すように、積層圧電素子441に負方向の一定電流を流すと、積層圧電素子441は緩やかに厚み方向の縮み変位を生じる。その結果、振動摩擦部443はレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に緩やかに移動する。このとき、振動摩擦部443と棒状の移動軸423とはそれらの間の接触面に発生する摩擦力により結合しているので、レンズ可動部42は振動摩擦部443と共に実質的にレンズの光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向に移動する。
【0044】
このように、積層圧電素子441に正方向の大電流と負方向の所定の一定電流を交互に流して、積層圧電素子441に伸び変位と縮み変位を交互に生じさせることにより、レンズ保持枠421(レンズ可動部42)をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って下方向へ連続して移動させることができる。
【0045】
レンズ可動部42をレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って上方向に移動させるには、上記と逆に積層圧電素子441に負方向の大電流と、正方向の所定の一定電流とを交互に流すことによって、達成することができる。
【0046】
とにかく、積層圧電素子441に特定の波形を印加することで積層圧電素子441は伸縮し、振動摩擦部443は積層圧電素子441の変位方向に振動する。振動摩擦部443と移動部423とは摩擦で係合されており、積層圧電素子441に印加される特定の波形の形状によって、移動部423の移動方向と移動速度が制御(規定)される。したがって、この印加される特定の波形を繰り返すパルス数の総和で、移動部423の移動距離が決定される。積層圧電素子441に印加される特定の波形は、例えば、鋸歯状波やデューティ比が30%前後の矩形波である。これらの特定の波形を反転させることで、移動部423を上方向(正方向)から下方向(逆方向)へ移動させることができる。
【0047】
このように、積層圧電素子441に印加した特定の波形の駆動パルスのパルス数をカウントすることによって、レンズ可動部42の位置(移動距離)を検出することができる。ここでは、この方法をパルス・カウント法と呼ぶことにする。このパルス・カウント法は、一般的に、数nm〜数十nmの分解能を持っている。すなわち、1パルスで駆動される移動部423の移動距離は、数nm〜数十nmである。したがって、パルス・カウント法は、移動部423の移動距離が短い状況においてレンズ可動部42の位置を検出する場合には有利である。
【0048】
しかしながら、このパルス・カウント法は、移動部423の移動距離が長い状況においてレンズ可動部42の位置を検出する場合には、次に述べるような欠点がある。すなわち、移動部423の移動距離が長い程、振動摩擦部443と移動部423との間の摩擦力のバラツキから検出誤差が生じ易い。また、移動部423を移動させる際に往復のヒステリシスが生じる。換言すれば、同じパルス数の特定の波形の駆動パルスを積層圧電素子441に印加しても、上方向(行き)と下方向(帰り)とで移動部423の移動距離が異なる。そのため、パルス・カウント法は、常に、レンズ可動部42(移動部423)を基準位置から一方向に移動させてカウントしなければならない。従って、基準位置からの移動部423の移動量が大きい程、レンズ可動部42の位置検出に時間がかかってしまう。
【0049】
なお、このようなパルス・カウント法は、基準位置の検知に基づいて0にリセットされ、積層圧電素子441に印加される駆動パルスのパルス数をカウントするカウンタによって実現可能である。
【0050】
そこで、本発明では、このパルス・カウント法に前述したエンコータ方式を組合せることによって、両方の方法の利点を生かして、レンズ可動部42の位置を検出するようにしている。
【0051】
次に、図6及び図7を参照して、本発明の一実施の形態に係る位置検出装置50について説明する。図6は位置検出装置50の位置検出部を示す概略図である。図7は位置検出装置50を示すブロック図である。
【0052】
最初に、図6を参照して位置検出装置50の位置検出部について説明する。図示の位置検出装置50の位置検出部は、レンズ可動部42の位置を検出するためのものであり、光学的位置検出素子51と、位置情報部52とを有する。図示の例では、光学的位置検出素子51は、筐体30の上側カバー32の外周側壁の内壁に設けられており、位置情報部52は、レンズ可動部42の可動鏡筒422の外周壁に取り付けられている。光学的位置検出素子51と位置情報部52とは、それらに間に空間を空けて、互いに対向して配置されている。
【0053】
なお、図示の例では、位置情報部52がレンズ可動部42に取り付けられ、光学的位置検出素子51が筐体30に取り付けられているが、位置情報部52を筐体30に取り付け、光学的位置検出素子51をレンズ可動部42に取り付けても良い。
【0054】
図示の光学的位置検出素子51は、反射型フォトインタラプタから構成されている。この技術分野において周知のように、反射型フォトインタラプタは、位置情報部52へ向けて光を出射する発光体と、位置情報部52で反射された光を受光する受光体とから構成される。発光体は、例えば、発光ダイオード(LED)から構成される。受光体は、例えば、フォトダイオードから構成される。
【0055】
なお、図示の例では、光学的位置検出素子51は、反射型フォトインタラプタから構成されているが、透過型フォトインタラプタから構成されても良い。
【0056】
位置情報部52は、レンズ可動部42がレンズ光軸O方向(上下方向Z)に沿って移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持つ。
【0057】
尚、光学的位置検出素子51で検出される光の量を変化させるために、位置情報部52の高光効率部および低光効率部としては、例えば、次に述べる方法を採用することができる。1)スリットのような形状で透過率を変化させる。2)明暗の線で反射率を変化させる。3)形状の凹凸で光学的位置検出素子61までの距離を変化させる。4)これら1)〜3)を複合する。5)高光効率部と低光効率部の面積比を変化させる。
【0058】
次に、図7を参照して、位置検出装置50の構成について更に説明する。
【0059】
光学的位置検出素子51は、駆動装置(振動アクチュエータ)20に取り付けられた位置情報部51へ向けて位置検出素子照射光を照射する。そして、光学的位置検出素子51は、位置情報部51から反射された位置検出素子戻り光を受光する。そして、光学的位置検出素子51は、位置検出素子出力としてパルス信号を出力する。
【0060】
図示の位置検出装置50は、大ステップカウンタ53と、小ステップパルス数カウンタ54と、大/小ステップ合算手段55とを有する。
【0061】
大ステップカウンタ53は、光学的位置検出素子51から得られるパルス信号をカウントする。この大ステップカウンタ52のカウント値は、レンズ可動部42の粗位置を表している。したがって、大ステップカウンタ53は、光学的位置検出素子51から得られるパルス信号をカウントすることで、可動部42の粗位置を検出する粗位置検出部として動作する。大ステップカウンタ53は、粗位置を表す粗位置情報を大ステップ情報として出力する。
【0062】
小ステップパルス数カウンタ54は、制御回路60から駆動回路62へ供給される駆動パルスのパルス数をカウントする。尚、駆動回路62は、この駆動パルスに応答して、振動アクチュエータ20の電気機械変換素子(積層圧電素子)441へ、図5(A)に示されるような、駆動電流を流す。小ステップパルス数カウンタ54は、後述する大/小ステップ合算手段55から供給されるカウンタリセット信号に応答してリセットされる。したがって、小ステップパルス数カウンタ54のカウント値は、レンズ可動部42の詳細位置を表している。とにかく、小ステップパルス数カウンタ54は、粗位置検出部53で粗位置検出が行われた地点から電気機械変換素子441に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、可動部42の詳細位置を検出する詳細位置検出部として働く。小ステップパルス数カウンタ54は、詳細位置を表す詳細位置情報を小ステップ情報として出力する。
【0063】
大/小ステップ合算手段55は、大ステップ情報(粗位置情報)と小ステップ情報(詳細位置情報)とを合算して、レンズ可動部42の現在位置を求める。大/小ステップ合算手段55は、大ステップカウンタ53から供給される大ステップ情報(粗位置情報)が変化するタイミングで、上記カウンタリセット信号を小ステップパルス数カウンタ54へ供給する。大/小ステップ合算手段55は、この求めたレンズ可動部42の現在位置を表す位置情報を制御回路60へ送出する。
【0064】
制御信号60は、この位置情報に基づいて、駆動パルスを駆動回路62へ供給する。
【0065】
したがって、図7に示した位置検出装置50は、レンズ可動部42の移動量が長い場合でも、精度良くレンズ可動部42の位置を検出することができる。
【0066】
兎に角、本実施の形態に係る位置検出装置50は、上記パルス・カウント法と上記エンコータ方式とを組合せることによって、両方の方法の利点を生かして、レンズ可動部42の現在位置を検出するようにしている。
【0067】
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置は、上述した実施の形態のものに限定されず、例えば、前述した特許文献1乃至5に開示されたような駆動装置にも適用可能なのは当業者であれば容易に理解できるであろう。更に、本発明はカメラ用の駆動装置に限定されず、種々の駆動装置に適用可能なのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【図1】本発明に係る位置検出装置が適用される駆動装置の部分断面斜視図である。
【図2】図1に示した駆動装置の断面図である。
【図3】図1の駆動装置の内部に設けられるオートフォーカスレンズ駆動ユニットを示す外観斜視図である。
【図4】図3に図示したオートフォーカスレンズ駆動ユニットのレンズ駆動部を棒状の移動軸と共に示す斜視図である。
【図5】積層圧電素子に供給される電流と積層圧電素子に発生する変位を説明するための波形図である。
【図6】本発明の一実施の形態に係る位置検出装置の位置検出部を示す概略図である。
【図7】本発明の一実施の形態に係る位置検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0069】
20 駆動装置(振動アクチュエータ)
30 外装(筐体)
32 上側カバー
34 下側ベース
40 オートフォーカスレンズ駆動ユニット
42 レンズ可動部
421 レンズ保持枠
422 可動鏡筒
4221 延在部
4221a 貫通孔
4222 延在部
4222a 嵌合孔
423 棒状の移動部(移動軸)
44 レンズ駆動部
441 積層圧電素子(電気機械変換素子)
441a 第1の端部(下端部)
441b 第2の端部(上端部)
442 静止部材(錘)
443 振動摩擦部
443a 断面V字状の溝
443b 溝
444 ばね
445 V字型構造のパッド
445a 断面V字状の溝
50 位置検出装置
51 光学的位置検出素子(反射型フォトインタラプタ)
52 位置情報部
53 大ステップカウンタ(粗位置検出部)
54 小ステップパルス数カウンタ(詳細位置検出部)
55 大/小ステップ合算手段
60 制御回路
62 駆動回路
O レンズの光軸
AFL オートフォーカスレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動部と、該可動部を所定の方向へ駆動する駆動部と、前記可動部および前記駆動部を覆う筐体と、前記可動部の位置を検出する位置検出装置とを備えた駆動装置であって、
前記駆動部は、前記所定の方向へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の前記一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部と、から構成され、
前記可動部は、前記振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で前記振動摩擦部に摩擦結合される移動部を備え、
前記駆動部は、前記電気機械変換素子の伸縮方向の振動により前記移動部を駆動する、前記駆動装置において、
前記位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とを含み、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の一方は前記可動部に取り付けられ、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の他方は前記筐体の内壁に取り付けられており、
前記位置情報部は、前記可動部が前記所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、
前記位置検出装置は、
前記光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、前記可動部の粗位置を検出し、該粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部と、
該粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から前記電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、前記可動部の詳細位置を検出し、該詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部と、
前記粗位置情報と前記詳細位置情報とを合算して、前記可動部の現在位置を求める合算手段と、
を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項2】
前記高光効率部と前記低光効率部の光効率の差は、前記位置情報部に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じることを特徴とする、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記光学的位置検出素子がフォトインタラプタから構成される、請求項1又は2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタから成る、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成る、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項6】
可動部と、該可動部を所定の方向へ駆動する駆動部と、前記可動部および前記駆動部を覆う筐体と備えた駆動装置に用いられ、前記可動部の位置を検出する位置検出装置であって、
前記駆動部は、前記所定の方向へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の前記一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部と、から構成され、
前記可動部は、前記振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で前記振動摩擦部に摩擦結合される移動部を備え、
前記駆動部は、前記電気機械変換素子の伸縮方向の振動により前記移動部を駆動するものであり、
前記位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とを含み、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の一方は前記可動部に取り付けられ、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の他方は前記筐体の内壁に取り付けられており、
前記位置情報部は、前記可動部が前記所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、
前記位置検出装置は、
前記光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、前記可動部の粗位置を検出し、該粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部と、
該粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から前記電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、前記可動部の詳細位置を検出し、該詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部と、
前記粗位置情報と前記詳細位置情報とを合算して、前記可動部の現在位置を求める合算手段と、
を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項7】
前記高光効率部と前記低光効率部の光効率の差は、前記位置情報部に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じることを特徴とする、請求項6に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記光学的位置検出素子がフォトインタラプタから構成される、請求項6又は7に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタから成る、請求項8に記載の位置検出装置。
【請求項10】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成る、請求項9に記載の位置検出装置。
【請求項1】
可動部と、該可動部を所定の方向へ駆動する駆動部と、前記可動部および前記駆動部を覆う筐体と、前記可動部の位置を検出する位置検出装置とを備えた駆動装置であって、
前記駆動部は、前記所定の方向へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の前記一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部と、から構成され、
前記可動部は、前記振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で前記振動摩擦部に摩擦結合される移動部を備え、
前記駆動部は、前記電気機械変換素子の伸縮方向の振動により前記移動部を駆動する、前記駆動装置において、
前記位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とを含み、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の一方は前記可動部に取り付けられ、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の他方は前記筐体の内壁に取り付けられており、
前記位置情報部は、前記可動部が前記所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、
前記位置検出装置は、
前記光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、前記可動部の粗位置を検出し、該粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部と、
該粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から前記電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、前記可動部の詳細位置を検出し、該詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部と、
前記粗位置情報と前記詳細位置情報とを合算して、前記可動部の現在位置を求める合算手段と、
を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項2】
前記高光効率部と前記低光効率部の光効率の差は、前記位置情報部に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じることを特徴とする、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記光学的位置検出素子がフォトインタラプタから構成される、請求項1又は2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタから成る、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成る、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項6】
可動部と、該可動部を所定の方向へ駆動する駆動部と、前記可動部および前記駆動部を覆う筐体と備えた駆動装置に用いられ、前記可動部の位置を検出する位置検出装置であって、
前記駆動部は、前記所定の方向へ伸縮し、伸縮方向で互いに対向する一対の端部を持つ電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の前記一対の端部の一方に取り付けられた振動摩擦部と、から構成され、
前記可動部は、前記振動摩擦部の振動方向に移動可能な状態で前記振動摩擦部に摩擦結合される移動部を備え、
前記駆動部は、前記電気機械変換素子の伸縮方向の振動により前記移動部を駆動するものであり、
前記位置検出装置は、互いに対向して配置された光学的位置検出素子と位置情報部とを含み、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の一方は前記可動部に取り付けられ、前記光学的位置検出素子及び前記位置情報部の他方は前記筐体の内壁に取り付けられており、
前記位置情報部は、前記可動部が前記所定の方向へ移動するときに、高光効率部と低光効率部とが交互に繰り返される二値パターンを持ち、
前記位置検出装置は、
前記光学的位置検出素子から得られるパルス信号をカウントすることで、前記可動部の粗位置を検出し、該粗位置を表す粗位置情報を出力する粗位置検出部と、
該粗位置検出部で粗位置検出が行われた地点から前記電気機械変換素子に印加した駆動パルスのパルス数をカウントすることで、前記可動部の詳細位置を検出し、該詳細位置を表す詳細位置情報を出力する詳細位置検出部と、
前記粗位置情報と前記詳細位置情報とを合算して、前記可動部の現在位置を求める合算手段と、
を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項7】
前記高光効率部と前記低光効率部の光効率の差は、前記位置情報部に形成される二値パターンの、透過率の差、反射率の差、或いは距離の差によって生じることを特徴とする、請求項6に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記光学的位置検出素子がフォトインタラプタから構成される、請求項6又は7に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部で反射される光を検出する反射型フォトインタラプタから成る、請求項8に記載の位置検出装置。
【請求項10】
前記フォトインタラプタは、前記位置情報部を透過する光を検出する透過型フォトインタラプタから成る、請求項9に記載の位置検出装置。
【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−47680(P2009−47680A)
【公開日】平成21年3月5日(2009.3.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−125445(P2008−125445)
【出願日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【出願人】(000006220)ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年3月5日(2009.3.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【出願人】(000006220)ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Fターム(参考)】
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