駆動装置及び撮像装置並びに携帯端末
【課題】移動体を所望の速度に調整するに際し、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置を得、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得る。
【解決手段】電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し電気機械変換素子に接合されて電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、電気機械変換素子の変位により、移動体を軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、電気機械変換素子に、駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続した駆動装置とする。
【解決手段】電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し電気機械変換素子に接合されて電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、電気機械変換素子の変位により、移動体を軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、電気機械変換素子に、駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続した駆動装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧の印加により変位する電気機械変換素子を有する駆動装置、該駆動装置を有する撮像装置及び、該撮像装置を備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子に軸状部材を接着固定し、軸状部材に移動体を摩擦係合させ、電気機械変換素子の電極にパルス電圧を印加し、電気機械変換素子の伸長方向と収縮方向の加速度を異ならせることで、移動体を移動させる駆動装置が知られている。
【０００３】
このような駆動装置において、電気機械変換素子である圧電素子に分極方向と同方向の電圧を印加して充放電する２つのスイッチ素子からなる第１の駆動手段と、分極方向と逆方向の電圧を印加して充放電する２つのスイッチ素子からなる第２の駆動手段と、第１の駆動手段と第２の駆動手段との駆動周期が一定になるように少なくとも一方の駆動手段による駆動時間を設定変更する設定変更手段と、第１の駆動手段と第２の駆動手段を交互に駆動する駆動制御手段と、を備えた駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０３７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような駆動装置は、圧電素子に印加される駆動電圧、電圧波形、圧電素子の変位、移動体の摩擦保持力、移動体質量等により動作性能が左右される。すなわち、駆動電圧、電圧波形が同じであっても、圧電素子の変位の個体差や摩擦保持力の個体差ばらつきにより、移動体の移動速度に個体差が生じてしまう問題がある。
【０００５】
一方、上記のような駆動装置を携帯電話等の携帯端末に内蔵される小型の撮像装置の光学系の焦点調節や変倍の駆動に適用する場合、光学系が組み付けられた移動体の移動量は開ループで制御できることが好ましい。閉ループで移動量を制御する場合には、位置検出手段及び周辺回路を要することになり回路の複雑化・大型化及びコスト高を招くことになる。
【０００６】
このため、開ループ制御で移動体の位置の制御をおこなえる駆動装置が要望され、移動体を、所望の速度で個体差なく移動させることができる駆動装置が要望されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の駆動装置は、駆動手段の駆動時間を変更して移動体速度の調整を行うもので、駆動時間の変更には、パルス幅制御部等に電子部品が必要であり高コストとなると共に、調整工程での調整時間を要する問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、移動体を所望の速度に調整するに際し、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置を得、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、下記の構成により達成される。
【００１０】
（１） 電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し前記電気機械変換素子に接合されて前記電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、前記電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、前記電気機械変換素子の変位により、前記移動体を前記軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、前記電気機械変換素子に、前記駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続したことを特徴とする駆動装置。
【００１１】
（２） 前記可変抵抗は、少なくとも５〜２０Ωの変更範囲を含むことを特徴とする（１）に記載の駆動装置。
【００１２】
（３） 前記駆動装置は、前記電気機械変換素子と、前記駆動回路とが接続部材で接続され、前記可変抵抗は前記電気機械変換素子側に配置されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の駆動装置。
【００１３】
（４） （１）から（３）までのいずれか一項に記載の駆動装置と、該駆動装置により移動させられる光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【００１４】
（５） （４）に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動体を所望の速度に調整するに際し、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置が得られ、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る駆動装置を用いた撮像装置の概略構成を示す模式図である。
【００１８】
同図において、撮像装置１０は、光学系Ｌと、光学系Ｌにより導かれた被写体光を光電変換する撮像素子Ｓを有しており、光学系Ｌを光軸Ｏ方向に移動させるための駆動装置１２が設けられている。
【００１９】
駆動装置１２は、支持部材２４に固定された電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子である圧電部材２６と、圧電部材２６に接合された軸状部材２８と、軸状部材２８に摩擦係合し摺動可能に支持された移動体３０を有している。更に、圧電部材２６に接続され電圧を印加する駆動回路１４を有している。制御部２２は、駆動回路１４を制御するものである。なお、撮像素子Ｓには、不図示であるが、駆動、制御及び画像信号の読み出し等を行う回路が接続されている。
【００２０】
圧電部材２６は、例えば、所要の厚さを有する複数枚の板状の圧電素子を、各圧電素子間に薄膜の電極を挟み込んで接着した積層型の圧電体で構成されたものである。この複数枚の圧電素子は、隣接する圧電素子の分極方向が互いに逆向きとなるよう積層されている。
【００２１】
圧電部材２６は積層方向の一方の端部で、不図示の固定部材に固定された支持部材２４に接合され、他方の端部には軸状部材２８が接合されており、軸状部材２８は圧電部材２６の伸縮により、共に変位するようになっている。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る駆動装置の移動体３０の構造の一例を示す断面図である。
【００２３】
同図に示すように、移動体３０は、軸状部材２８の径よりやや大きい径に形成された穴部３０４が２箇所形成されており、軸状部材２８は穴部３０４を遊嵌状態で貫通している。この移動体３０に形成された両耳部３０２の間に配置された摩擦係合部材３０３が、板バネ３０５により、軸状部材２８方向に所定の付勢力で付勢されることで、移動体３０と軸状部材２８は摩擦係合している。
【００２４】
この摩擦係合により、軸状部材２８が高速で変位（伸長又は縮小）するときは、移動体３０は軸状部材２８に対してずれが生じ、相対的に移動する。また、軸状部材２８が低速で変位（伸長又は縮小）するときは、移動体３０は軸状部材２８との相対位置を維持する。これにより、軸状部材２８に対し移動体３０を所定の方向に移動させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、板バネ３０５を用いているが、これに限るものではなく、例えばコイルばねやゴム等の他の弾性部材を用いてもよい。
【００２６】
図３は、本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４の構成の一例を示す図である。
【００２７】
同図において、駆動回路１４は、駆動電源ＰＳから駆動電圧＋Ｖｐが供給される接続点ａと接地される接続点ｂとの間に、ＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ１からなる第１スイッチ回路１４１及びＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ２からなる第２スイッチ回路１４２の直列回路が接続されると共に、ＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ３からなる第３スイッチ回路１４３及びＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ４からなる第４スイッチ回路１４４の直列回路が接続され、各スイッチ回路１４１乃至１４４に駆動制御信号を供給する制御信号供給手段としての駆動パルス発生回路１４５が接続されて構成されている。
【００２８】
第１スイッチ回路１４１を構成するスイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ回路１４２を構成するスイッチ素子Ｑ２はＰチャンネルＦＥＴであり、第３スイッチ回路１４３を構成するスイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ回路１４４を構成するスイッチ素子Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴである。
【００２９】
なお、第１スイッチ回路１４１及び第３スイッチ回路１４３の接続点ｃと、第２スイッチ回路１４２及び第４スイッチ回路１４４の接続点ｄとの間に圧電部材２６が接続（接続点ｃが圧電部材２６の矢印Ｐで示す分極方向を基準にして＋側の電極に接続され、接続点ｄが圧電部材２６の−側の電極に接続される）されてブリッジ回路１４６が構成され、第２スイッチ回路１４２及び第４スイッチ回路１４４の各ＦＥＴのゲートには駆動パルス発生回路１４５がそのまま接続され、第１スイッチ回路１４１及び第３スイッチ回路１４３の各ＦＥＴのゲートには駆動パルス発生回路１４５が反転回路１４７を介して接続されている。
【００３０】
この駆動回路１４において、接続点ａ、ｂ間に接続される駆動電圧の極性及び接続点ｃ、ｄ間に接続される圧電部材２６の分極方向は任意に設定することができるが、例えば図３に示すように、接続点ａを駆動電圧の正極とし、圧電部材２６が矢印Ｐの方向に分極され、その＋分極側が接続点ｃに接続（−分極側が接続点ｄに接続）されているとすると、第１スイッチ回路１４１及び第４スイッチ回路１４４は圧電部材２６に対し分極方向と同方向（分極を強める方向）に駆動電圧＋Ｖｐを印加して端子間電圧Ｖｓが＋Ｖｐとなるまで充電する第１の駆動回路を構成し、第２スイッチ回路１４２及び第３スイッチ回路１４３は圧電部材２６に対し分極方向と逆方向に駆動電圧＋Ｖｐを印加して第１の駆動回路による充電電荷を放電し、かつ、端子間電圧Ｖｓが−Ｖｐとなるまで充電する第２の駆動回路を構成することになる。圧電部材２６が第２の駆動回路により−Ｖｐに充電されると、第１の駆動回路はその充電電荷を放電し、その後に＋Ｖｐに充電する。
【００３１】
なお、圧電部材２６を図３とは逆方向に接続すると、第２スイッチ回路１４２及び第３スイッチ回路１４３が圧電部材２６を分極方向と同方向に充電する第１の駆動回路となり、第１スイッチ回路１４１及び第４スイッチ回路１４４が圧電部材２６を分極方向と逆方向に充電する第２の駆動回路となる。
【００３２】
更に、本実施の形態に係る駆動回路は、図３に示すように、圧電部材２６に直列に駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲが接続されている。
【００３３】
図４は、図３に示す駆動回路の駆動パルス発生回路１４５の構成例を示すブロック図である。この図において、駆動パルス発生回路１４５は、例えば１２５ｎｓのクロックパルスを出力する水晶発振子等の発振素子１５０と、発振素子１５０から出力されるパルス信号をカウントアップすると共に、そのカウント値を出力するカウンタ１５１と、駆動パルスの周期が記憶された第１メモリ１５２と、圧電部材２６に対する充電時間が記憶された第２メモリ１５３と、を備えている。なお、カウンタ１５１は、後述する第１比較器１５５からリセット信号が入力されたとき、そのカウント値をゼロにリセットする。
【００３４】
また、駆動パルス発生回路１４５は、更に、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）とカウンタ１５１から出力されるカウント値（ＴＣ）とを比較すると共に、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＭ）に達したとき（ＴＣ≧ＴＭ）にリセット信号をカウンタ１５１に出力する第１比較器１５５と、第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）とカウンタ１５１から出力されたカウント値（ＴＣ）とを比較すると共に、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＮ）よりも小さいとき（ＴＣ＜ＴＮ）にハイ信号“Ｈ”を出力する一方、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＮ）に達したとき（ＴＣ≧ＴＮ）にロー信号“Ｌ”を出力する第２比較器１５６と、制御部２２からの出力制御信号に基づいて動作するものであって、駆動パルス出力時に第２比較器１５６からの出力を駆動パルスとして出力し、駆動パルス出力停止時は駆動パルスをハイ状態に固定する出力制御回路１５７とを備えている。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）及び第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）は予め実験等で決められ、記憶させてあるものであり、固定値である。
【００３６】
図５は、駆動回路１４による圧電部材２６に印加される駆動電圧波形を示す図である。なお、同図は、可変抵抗ＶＲが０Ωに設定されている場合の駆動電圧波形を模式的に示した図である。
【００３７】
本実施の形態に係る駆動装置１２の駆動回路１４は、駆動時には駆動パルス発生回路１４５から出力された駆動パルスがそのままの状態で駆動制御信号としてスイッチ素子Ｑ２、Ｑ４に入力される一方、駆動パルス発生回路１４５から出力された駆動パルスが反転回路１４７を介することにより反転された状態で駆動制御信号としてスイッチ素子Ｑ１、Ｑ３に入力される。これによってスイッチ素子Ｑ１、Ｑ４及びスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３が交互にオンになり、そのオン期間に圧電部材２６に対して駆動電圧Ｖｐが印加されることになる。
【００３８】
移動体３０を軸状部材２８の先端側に移動させようとする場合（以下、この方向の駆動を「正方向駆動」という）は、図５（ａ）に示すように、＋Ｖｐとなす時間ｔ１を短く、−Ｖｐとなす時間ｔ２を長くする。また、移動体３０を支持部材２４側に移動させようとする場合（以下、この方向の駆動を「逆方向駆動」という。）は、図５（ｂ）に示すように、＋Ｖｐとなす時間ｔ１を長く、−Ｖｐとなす時間ｔ２を短くする。
【００３９】
なお、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２はＰチャンネルＦＥＴであるので、駆動制御信号がローレベルのときにオンになり、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴであるので、駆動制御信号がハイレベルのときにオンになる。
【００４０】
なお、上述のように、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）及び第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）は予め決められたものであるため、時間ｔ１、ｔ２は固定値である。
【００４１】
上述のような駆動回路１４において、可変抵抗ＶＲを０Ωから変更した際の、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形と、移動体の速度について説明する。
【００４２】
図６は、駆動回路１４内の可変抵抗ＶＲを０Ωから変更した際の、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形の変化を模式的に示す図である。なお同図は、図５（ａ）に示した正方向駆動の場合を例にとり示したものである。
【００４３】
同図に示すように、可変抵抗ＶＲの抵抗値を次第に大きくすると破線で示す０Ωの時の状態から、実線で示すように、立ち上がり波形及び立ち下がりの波形が鈍り、更に抵抗値を大きくすると立ち上がりの波形及び立ち下がりの波形がより大きく鈍った状態に変化する。
【００４４】
すなわち、可変抵抗ＶＲを、圧電部材２６に直列に接続することにより、駆動回路１４の時定数を調整する。
【００４５】
図７は、駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの抵抗値と移動体速度を測定したグラフである。同図は、図３に示す駆動回路を用い、Ｖｐを２．８Ｖ、接続点ｅに接続されたコンデンサＣを１０μＦ、接続点ｂとＧＮＤの間に配置された抵抗Ｒを３．３Ωとし、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更して正方向駆動した場合の２つの駆動装置の移動体速度の測定値を示している。
【００４６】
同図に示すように、抵抗値の増加に伴い移動体速度が単調に減速するもの（図示Ｄ１で示す）と、０〜５Ω程度まで移動体速度が増速し、その後、減速するもの（図示Ｄ２で示す）とがあるが、いずれも５Ω以上では単調に減速する。
【００４７】
すなわち、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更することにより、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形を変化させ、圧電部材２６の挙動を異ならせることで、移動体３０（図１参照）の移動速度を変更することができる。換言すると、圧電部材２６に直列に接続された可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更することで、所望の移動体速度に調定することができるということである。
【００４８】
図８は、本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４における可変抵抗ＶＲの配置の変形例を示す図である。図８に示す駆動装置は、図３に示した構成と異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図８に示す駆動回路１４は、接続点ｂとＧＮＤの間に可変抵抗ＶＲを配置したものである。この場合も、可変抵抗ＶＲは圧電部材２６に直列に接続されている。
【００５０】
また、その他の変形例として、コンデンサＣの接続点ｅと接続点ａの間に可変抵抗ＶＲを配置してもよい。
【００５１】
なお、可変抵抗ＶＲの配置位置は、圧電部材２６、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットと、駆動回路１４とが接続点ｃ、ｄでコネクタ等の接続部材で接続されて駆動装置が形成される場合には、図３に示す位置（圧電部材２６側に配置）が好ましい。これは、圧電部材２６、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットの個体差に対応して、移動体３０が所望の速度となるように抵抗値が調定された状態で、一対とすることができ、互換性を持たせることができるからである。すなわち、圧電部材２６、可変抵抗ＶＲ、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットを、別の等価の駆動回路に接続したとしても、移動速度は変化せず、再調整を不要とすることができる。
【００５２】
図９は、本実施の形態に係る撮像装置１０の一部を示す外観斜視図である。
【００５３】
同図に示す撮像装置１０の一部は、図１に示す圧電部材２６、軸状部材２８、移動体３０、光学系Ｌ及び撮像素子Ｓとを筐体５３が内包している。撮像素子Ｓ、圧電素子２６、可変抵抗ＶＲは、支持基板５２ａに接続されている。５４はコネクタであり、フレキシブルプリント基板５２ｂを介し、圧電部材２６、可変抵抗ＶＲと、不図示の駆動回路１４とを図３に示す接続点ｃ、ｄで接続するようになっている。更に、コネクタ５４は、撮像素子Ｓと信号の授受をおこなう他の回路とも接続されるようになっている。
【００５４】
このように構成することで、上述の移動体３０が所望の速度となるように抵抗値が調定された状態を維持することができ、組み替え等で別の等価な駆動回路に接続したとしても、移動速度は変化せず、再調整を不要とできる。
【００５５】
図１０は、本実施の形態に係る撮像装置１０を備えた携帯端末の一例である携帯電話機１００の外観図である。
【００５６】
同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置１０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００５７】
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
【００５８】
図１１は、携帯電話機１００の制御ブロックの一例を示す図である。
【００５９】
同図に示すように、撮像装置１０は、フレキシブルプリント基板５２ｂを介し、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１へ出力する。
【００６０】
一方、携帯電話機１００は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン６０と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄ１、Ｄ２と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、撮像装置１０による画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。
【００６１】
また、撮像装置１０から入力された画像信号は、携帯電話機１００の制御部１０１により、不揮発性記憶部（フラッシュメモリ）９３に記録されたり、或いは表示画面Ｄ１、Ｄ２に表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。なお、不図示であるが携帯電話機１００には、音声を入出力するマイク及びスピーカ等を有している。
【実施例】
【００６２】
本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの適切な範囲を求めるため以下の実験を行った。
【００６３】
実験は、図３に示す駆動回路を用い、Ｖｐを２．８Ｖ、接続点ｅに接続されたコンデンサＣを１０μＦ、接続点ｂとＧＮＤの間に配置された抵抗Ｒを３．３Ωとし、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更して正方向駆動した場合の１４個の駆動装置の移動体速度の測定を行った。
【００６４】
図１２は、実験の測定結果をグラフにしたものである。
【００６５】
この測定データによれば、可変抵抗ＶＲの抵抗値が５〜２０Ωの調整範囲を有していれば、測定に使用した駆動装置は、３．３〜４．５ｍｍ／ｓの範囲内では、所望の移動体速度に調定できることがわかる。
【００６６】
また、抵抗値使用範囲を広げ２０Ω以上の値まで調定に用いてもよいが、抵抗値が大きくなりすぎると、０Ωのときに比べ移動体の速度低下が大きく、消費する電力に対し、駆動効率が低下してしまう。また、０〜５Ωの領域を調定に用いてもよいが、速度変化量が小さいものもあって、判断しにくい場合がある。
【００６７】
これらのことより、駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの抵抗値の調整可能範囲は少なくとも５〜２０Ωの範囲を有していることが最も適切である。
【００６８】
以上説明したように、圧電部材２６に可変抵抗ＶＲを直列に接続した構成とし、抵抗値を調整することにより、移動体を所望の速度に調整することができ、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置を得ることが可能となった。更に、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることが可能となった。
【００６９】
なお、本発明の駆動装置は、以上記載の構成に限定されるものではない。例えば、円盤状のセラミックタイプの圧電素子２枚を金属板を挟んで重ねて構成し、一方の圧電素子上の接着部に接着固定された軸状部材と、軸状部材の摩擦力により係合している移動体とで構成されるものであってもよい。すなわち本発明の駆動装置は、圧電素子に駆動電圧を与えることにより円盤状の圧電素子が凸凹に変位することで移動体を移動させる形式のものにおいても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る駆動装置を用いた撮像装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る駆動装置の移動体の構造の一例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路の構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す駆動回路の駆動パルス発生回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】駆動回路による圧電部材に印加される駆動電圧波形を示す図である。
【図６】駆動回路内の可変抵抗を０Ωから変更した際の、圧電部材に印加される駆動電圧波形の変化を模式的に示す図である。
【図７】可変抵抗の抵抗値と移動体速度を測定したグラフである。
【図８】本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路における可変抵抗の配置の変形例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る撮像装置の一部を示す外観斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。
【図１１】携帯電話機の制御ブロックの一例を示す図である。
【図１２】実験の測定結果をグラフにしたものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 撮像装置
１２ 駆動装置
１４ 駆動回路
２２ 制御部
２４ 支持部材
２６ 圧電部材（電気機械変換素子）
２８ 軸状部材
３０ 移動体
１００ 携帯電話機
１４１ 第１スイッチ回路
１４２ 第２スイッチ回路
１４３ 第３スイッチ回路
１４４ 第４スイッチ回路
１４５ 駆動パルス発生回路
１４６ ブリッジ回路
１４７ 反転回路
Ｃ コンデンサ
Ｌ 光学系
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ スイッチ素子
Ｒ 固定抵抗
Ｓ 撮像素子
ＰＳ 駆動電源
ＶＲ 可変抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧の印加により変位する電気機械変換素子を有する駆動装置、該駆動装置を有する撮像装置及び、該撮像装置を備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子に軸状部材を接着固定し、軸状部材に移動体を摩擦係合させ、電気機械変換素子の電極にパルス電圧を印加し、電気機械変換素子の伸長方向と収縮方向の加速度を異ならせることで、移動体を移動させる駆動装置が知られている。
【０００３】
このような駆動装置において、電気機械変換素子である圧電素子に分極方向と同方向の電圧を印加して充放電する２つのスイッチ素子からなる第１の駆動手段と、分極方向と逆方向の電圧を印加して充放電する２つのスイッチ素子からなる第２の駆動手段と、第１の駆動手段と第２の駆動手段との駆動周期が一定になるように少なくとも一方の駆動手段による駆動時間を設定変更する設定変更手段と、第１の駆動手段と第２の駆動手段を交互に駆動する駆動制御手段と、を備えた駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０３７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような駆動装置は、圧電素子に印加される駆動電圧、電圧波形、圧電素子の変位、移動体の摩擦保持力、移動体質量等により動作性能が左右される。すなわち、駆動電圧、電圧波形が同じであっても、圧電素子の変位の個体差や摩擦保持力の個体差ばらつきにより、移動体の移動速度に個体差が生じてしまう問題がある。
【０００５】
一方、上記のような駆動装置を携帯電話等の携帯端末に内蔵される小型の撮像装置の光学系の焦点調節や変倍の駆動に適用する場合、光学系が組み付けられた移動体の移動量は開ループで制御できることが好ましい。閉ループで移動量を制御する場合には、位置検出手段及び周辺回路を要することになり回路の複雑化・大型化及びコスト高を招くことになる。
【０００６】
このため、開ループ制御で移動体の位置の制御をおこなえる駆動装置が要望され、移動体を、所望の速度で個体差なく移動させることができる駆動装置が要望されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の駆動装置は、駆動手段の駆動時間を変更して移動体速度の調整を行うもので、駆動時間の変更には、パルス幅制御部等に電子部品が必要であり高コストとなると共に、調整工程での調整時間を要する問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、移動体を所望の速度に調整するに際し、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置を得、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、下記の構成により達成される。
【００１０】
（１） 電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し前記電気機械変換素子に接合されて前記電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、前記電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、前記電気機械変換素子の変位により、前記移動体を前記軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、前記電気機械変換素子に、前記駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続したことを特徴とする駆動装置。
【００１１】
（２） 前記可変抵抗は、少なくとも５〜２０Ωの変更範囲を含むことを特徴とする（１）に記載の駆動装置。
【００１２】
（３） 前記駆動装置は、前記電気機械変換素子と、前記駆動回路とが接続部材で接続され、前記可変抵抗は前記電気機械変換素子側に配置されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の駆動装置。
【００１３】
（４） （１）から（３）までのいずれか一項に記載の駆動装置と、該駆動装置により移動させられる光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【００１４】
（５） （４）に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動体を所望の速度に調整するに際し、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置が得られ、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る駆動装置を用いた撮像装置の概略構成を示す模式図である。
【００１８】
同図において、撮像装置１０は、光学系Ｌと、光学系Ｌにより導かれた被写体光を光電変換する撮像素子Ｓを有しており、光学系Ｌを光軸Ｏ方向に移動させるための駆動装置１２が設けられている。
【００１９】
駆動装置１２は、支持部材２４に固定された電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子である圧電部材２６と、圧電部材２６に接合された軸状部材２８と、軸状部材２８に摩擦係合し摺動可能に支持された移動体３０を有している。更に、圧電部材２６に接続され電圧を印加する駆動回路１４を有している。制御部２２は、駆動回路１４を制御するものである。なお、撮像素子Ｓには、不図示であるが、駆動、制御及び画像信号の読み出し等を行う回路が接続されている。
【００２０】
圧電部材２６は、例えば、所要の厚さを有する複数枚の板状の圧電素子を、各圧電素子間に薄膜の電極を挟み込んで接着した積層型の圧電体で構成されたものである。この複数枚の圧電素子は、隣接する圧電素子の分極方向が互いに逆向きとなるよう積層されている。
【００２１】
圧電部材２６は積層方向の一方の端部で、不図示の固定部材に固定された支持部材２４に接合され、他方の端部には軸状部材２８が接合されており、軸状部材２８は圧電部材２６の伸縮により、共に変位するようになっている。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る駆動装置の移動体３０の構造の一例を示す断面図である。
【００２３】
同図に示すように、移動体３０は、軸状部材２８の径よりやや大きい径に形成された穴部３０４が２箇所形成されており、軸状部材２８は穴部３０４を遊嵌状態で貫通している。この移動体３０に形成された両耳部３０２の間に配置された摩擦係合部材３０３が、板バネ３０５により、軸状部材２８方向に所定の付勢力で付勢されることで、移動体３０と軸状部材２８は摩擦係合している。
【００２４】
この摩擦係合により、軸状部材２８が高速で変位（伸長又は縮小）するときは、移動体３０は軸状部材２８に対してずれが生じ、相対的に移動する。また、軸状部材２８が低速で変位（伸長又は縮小）するときは、移動体３０は軸状部材２８との相対位置を維持する。これにより、軸状部材２８に対し移動体３０を所定の方向に移動させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、板バネ３０５を用いているが、これに限るものではなく、例えばコイルばねやゴム等の他の弾性部材を用いてもよい。
【００２６】
図３は、本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４の構成の一例を示す図である。
【００２７】
同図において、駆動回路１４は、駆動電源ＰＳから駆動電圧＋Ｖｐが供給される接続点ａと接地される接続点ｂとの間に、ＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ１からなる第１スイッチ回路１４１及びＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ２からなる第２スイッチ回路１４２の直列回路が接続されると共に、ＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ３からなる第３スイッチ回路１４３及びＭＯＳ型ＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ４からなる第４スイッチ回路１４４の直列回路が接続され、各スイッチ回路１４１乃至１４４に駆動制御信号を供給する制御信号供給手段としての駆動パルス発生回路１４５が接続されて構成されている。
【００２８】
第１スイッチ回路１４１を構成するスイッチ素子Ｑ１及び第２スイッチ回路１４２を構成するスイッチ素子Ｑ２はＰチャンネルＦＥＴであり、第３スイッチ回路１４３を構成するスイッチ素子Ｑ３及び第４スイッチ回路１４４を構成するスイッチ素子Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴである。
【００２９】
なお、第１スイッチ回路１４１及び第３スイッチ回路１４３の接続点ｃと、第２スイッチ回路１４２及び第４スイッチ回路１４４の接続点ｄとの間に圧電部材２６が接続（接続点ｃが圧電部材２６の矢印Ｐで示す分極方向を基準にして＋側の電極に接続され、接続点ｄが圧電部材２６の−側の電極に接続される）されてブリッジ回路１４６が構成され、第２スイッチ回路１４２及び第４スイッチ回路１４４の各ＦＥＴのゲートには駆動パルス発生回路１４５がそのまま接続され、第１スイッチ回路１４１及び第３スイッチ回路１４３の各ＦＥＴのゲートには駆動パルス発生回路１４５が反転回路１４７を介して接続されている。
【００３０】
この駆動回路１４において、接続点ａ、ｂ間に接続される駆動電圧の極性及び接続点ｃ、ｄ間に接続される圧電部材２６の分極方向は任意に設定することができるが、例えば図３に示すように、接続点ａを駆動電圧の正極とし、圧電部材２６が矢印Ｐの方向に分極され、その＋分極側が接続点ｃに接続（−分極側が接続点ｄに接続）されているとすると、第１スイッチ回路１４１及び第４スイッチ回路１４４は圧電部材２６に対し分極方向と同方向（分極を強める方向）に駆動電圧＋Ｖｐを印加して端子間電圧Ｖｓが＋Ｖｐとなるまで充電する第１の駆動回路を構成し、第２スイッチ回路１４２及び第３スイッチ回路１４３は圧電部材２６に対し分極方向と逆方向に駆動電圧＋Ｖｐを印加して第１の駆動回路による充電電荷を放電し、かつ、端子間電圧Ｖｓが−Ｖｐとなるまで充電する第２の駆動回路を構成することになる。圧電部材２６が第２の駆動回路により−Ｖｐに充電されると、第１の駆動回路はその充電電荷を放電し、その後に＋Ｖｐに充電する。
【００３１】
なお、圧電部材２６を図３とは逆方向に接続すると、第２スイッチ回路１４２及び第３スイッチ回路１４３が圧電部材２６を分極方向と同方向に充電する第１の駆動回路となり、第１スイッチ回路１４１及び第４スイッチ回路１４４が圧電部材２６を分極方向と逆方向に充電する第２の駆動回路となる。
【００３２】
更に、本実施の形態に係る駆動回路は、図３に示すように、圧電部材２６に直列に駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲが接続されている。
【００３３】
図４は、図３に示す駆動回路の駆動パルス発生回路１４５の構成例を示すブロック図である。この図において、駆動パルス発生回路１４５は、例えば１２５ｎｓのクロックパルスを出力する水晶発振子等の発振素子１５０と、発振素子１５０から出力されるパルス信号をカウントアップすると共に、そのカウント値を出力するカウンタ１５１と、駆動パルスの周期が記憶された第１メモリ１５２と、圧電部材２６に対する充電時間が記憶された第２メモリ１５３と、を備えている。なお、カウンタ１５１は、後述する第１比較器１５５からリセット信号が入力されたとき、そのカウント値をゼロにリセットする。
【００３４】
また、駆動パルス発生回路１４５は、更に、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）とカウンタ１５１から出力されるカウント値（ＴＣ）とを比較すると共に、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＭ）に達したとき（ＴＣ≧ＴＭ）にリセット信号をカウンタ１５１に出力する第１比較器１５５と、第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）とカウンタ１５１から出力されたカウント値（ＴＣ）とを比較すると共に、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＮ）よりも小さいとき（ＴＣ＜ＴＮ）にハイ信号“Ｈ”を出力する一方、カウント値（ＴＣ）がセット値（ＴＮ）に達したとき（ＴＣ≧ＴＮ）にロー信号“Ｌ”を出力する第２比較器１５６と、制御部２２からの出力制御信号に基づいて動作するものであって、駆動パルス出力時に第２比較器１５６からの出力を駆動パルスとして出力し、駆動パルス出力停止時は駆動パルスをハイ状態に固定する出力制御回路１５７とを備えている。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）及び第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）は予め実験等で決められ、記憶させてあるものであり、固定値である。
【００３６】
図５は、駆動回路１４による圧電部材２６に印加される駆動電圧波形を示す図である。なお、同図は、可変抵抗ＶＲが０Ωに設定されている場合の駆動電圧波形を模式的に示した図である。
【００３７】
本実施の形態に係る駆動装置１２の駆動回路１４は、駆動時には駆動パルス発生回路１４５から出力された駆動パルスがそのままの状態で駆動制御信号としてスイッチ素子Ｑ２、Ｑ４に入力される一方、駆動パルス発生回路１４５から出力された駆動パルスが反転回路１４７を介することにより反転された状態で駆動制御信号としてスイッチ素子Ｑ１、Ｑ３に入力される。これによってスイッチ素子Ｑ１、Ｑ４及びスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３が交互にオンになり、そのオン期間に圧電部材２６に対して駆動電圧Ｖｐが印加されることになる。
【００３８】
移動体３０を軸状部材２８の先端側に移動させようとする場合（以下、この方向の駆動を「正方向駆動」という）は、図５（ａ）に示すように、＋Ｖｐとなす時間ｔ１を短く、−Ｖｐとなす時間ｔ２を長くする。また、移動体３０を支持部材２４側に移動させようとする場合（以下、この方向の駆動を「逆方向駆動」という。）は、図５（ｂ）に示すように、＋Ｖｐとなす時間ｔ１を長く、−Ｖｐとなす時間ｔ２を短くする。
【００３９】
なお、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２はＰチャンネルＦＥＴであるので、駆動制御信号がローレベルのときにオンになり、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴであるので、駆動制御信号がハイレベルのときにオンになる。
【００４０】
なお、上述のように、第１メモリ１５２のセット値（ＴＭ）及び第２メモリ１５３のセット値（ＴＮ）は予め決められたものであるため、時間ｔ１、ｔ２は固定値である。
【００４１】
上述のような駆動回路１４において、可変抵抗ＶＲを０Ωから変更した際の、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形と、移動体の速度について説明する。
【００４２】
図６は、駆動回路１４内の可変抵抗ＶＲを０Ωから変更した際の、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形の変化を模式的に示す図である。なお同図は、図５（ａ）に示した正方向駆動の場合を例にとり示したものである。
【００４３】
同図に示すように、可変抵抗ＶＲの抵抗値を次第に大きくすると破線で示す０Ωの時の状態から、実線で示すように、立ち上がり波形及び立ち下がりの波形が鈍り、更に抵抗値を大きくすると立ち上がりの波形及び立ち下がりの波形がより大きく鈍った状態に変化する。
【００４４】
すなわち、可変抵抗ＶＲを、圧電部材２６に直列に接続することにより、駆動回路１４の時定数を調整する。
【００４５】
図７は、駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの抵抗値と移動体速度を測定したグラフである。同図は、図３に示す駆動回路を用い、Ｖｐを２．８Ｖ、接続点ｅに接続されたコンデンサＣを１０μＦ、接続点ｂとＧＮＤの間に配置された抵抗Ｒを３．３Ωとし、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更して正方向駆動した場合の２つの駆動装置の移動体速度の測定値を示している。
【００４６】
同図に示すように、抵抗値の増加に伴い移動体速度が単調に減速するもの（図示Ｄ１で示す）と、０〜５Ω程度まで移動体速度が増速し、その後、減速するもの（図示Ｄ２で示す）とがあるが、いずれも５Ω以上では単調に減速する。
【００４７】
すなわち、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更することにより、圧電部材２６に印加される駆動電圧波形を変化させ、圧電部材２６の挙動を異ならせることで、移動体３０（図１参照）の移動速度を変更することができる。換言すると、圧電部材２６に直列に接続された可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更することで、所望の移動体速度に調定することができるということである。
【００４８】
図８は、本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４における可変抵抗ＶＲの配置の変形例を示す図である。図８に示す駆動装置は、図３に示した構成と異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図８に示す駆動回路１４は、接続点ｂとＧＮＤの間に可変抵抗ＶＲを配置したものである。この場合も、可変抵抗ＶＲは圧電部材２６に直列に接続されている。
【００５０】
また、その他の変形例として、コンデンサＣの接続点ｅと接続点ａの間に可変抵抗ＶＲを配置してもよい。
【００５１】
なお、可変抵抗ＶＲの配置位置は、圧電部材２６、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットと、駆動回路１４とが接続点ｃ、ｄでコネクタ等の接続部材で接続されて駆動装置が形成される場合には、図３に示す位置（圧電部材２６側に配置）が好ましい。これは、圧電部材２６、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットの個体差に対応して、移動体３０が所望の速度となるように抵抗値が調定された状態で、一対とすることができ、互換性を持たせることができるからである。すなわち、圧電部材２６、可変抵抗ＶＲ、移動体３０及び軸状部材２８で構成されたユニットを、別の等価の駆動回路に接続したとしても、移動速度は変化せず、再調整を不要とすることができる。
【００５２】
図９は、本実施の形態に係る撮像装置１０の一部を示す外観斜視図である。
【００５３】
同図に示す撮像装置１０の一部は、図１に示す圧電部材２６、軸状部材２８、移動体３０、光学系Ｌ及び撮像素子Ｓとを筐体５３が内包している。撮像素子Ｓ、圧電素子２６、可変抵抗ＶＲは、支持基板５２ａに接続されている。５４はコネクタであり、フレキシブルプリント基板５２ｂを介し、圧電部材２６、可変抵抗ＶＲと、不図示の駆動回路１４とを図３に示す接続点ｃ、ｄで接続するようになっている。更に、コネクタ５４は、撮像素子Ｓと信号の授受をおこなう他の回路とも接続されるようになっている。
【００５４】
このように構成することで、上述の移動体３０が所望の速度となるように抵抗値が調定された状態を維持することができ、組み替え等で別の等価な駆動回路に接続したとしても、移動速度は変化せず、再調整を不要とできる。
【００５５】
図１０は、本実施の形態に係る撮像装置１０を備えた携帯端末の一例である携帯電話機１００の外観図である。
【００５６】
同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置１０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００５７】
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
【００５８】
図１１は、携帯電話機１００の制御ブロックの一例を示す図である。
【００５９】
同図に示すように、撮像装置１０は、フレキシブルプリント基板５２ｂを介し、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１へ出力する。
【００６０】
一方、携帯電話機１００は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン６０と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄ１、Ｄ２と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、撮像装置１０による画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。
【００６１】
また、撮像装置１０から入力された画像信号は、携帯電話機１００の制御部１０１により、不揮発性記憶部（フラッシュメモリ）９３に記録されたり、或いは表示画面Ｄ１、Ｄ２に表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。なお、不図示であるが携帯電話機１００には、音声を入出力するマイク及びスピーカ等を有している。
【実施例】
【００６２】
本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの適切な範囲を求めるため以下の実験を行った。
【００６３】
実験は、図３に示す駆動回路を用い、Ｖｐを２．８Ｖ、接続点ｅに接続されたコンデンサＣを１０μＦ、接続点ｂとＧＮＤの間に配置された抵抗Ｒを３．３Ωとし、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変更して正方向駆動した場合の１４個の駆動装置の移動体速度の測定を行った。
【００６４】
図１２は、実験の測定結果をグラフにしたものである。
【００６５】
この測定データによれば、可変抵抗ＶＲの抵抗値が５〜２０Ωの調整範囲を有していれば、測定に使用した駆動装置は、３．３〜４．５ｍｍ／ｓの範囲内では、所望の移動体速度に調定できることがわかる。
【００６６】
また、抵抗値使用範囲を広げ２０Ω以上の値まで調定に用いてもよいが、抵抗値が大きくなりすぎると、０Ωのときに比べ移動体の速度低下が大きく、消費する電力に対し、駆動効率が低下してしまう。また、０〜５Ωの領域を調定に用いてもよいが、速度変化量が小さいものもあって、判断しにくい場合がある。
【００６７】
これらのことより、駆動回路１４の時定数を調整する可変抵抗ＶＲの抵抗値の調整可能範囲は少なくとも５〜２０Ωの範囲を有していることが最も適切である。
【００６８】
以上説明したように、圧電部材２６に可変抵抗ＶＲを直列に接続した構成とし、抵抗値を調整することにより、移動体を所望の速度に調整することができ、簡易な構成で、簡単に調整できる低コストの駆動装置を得ることが可能となった。更に、該駆動装置を備えることにより光学系の移動速度の安定した撮像装置及び該撮像装置を備えた携帯端末を得ることが可能となった。
【００６９】
なお、本発明の駆動装置は、以上記載の構成に限定されるものではない。例えば、円盤状のセラミックタイプの圧電素子２枚を金属板を挟んで重ねて構成し、一方の圧電素子上の接着部に接着固定された軸状部材と、軸状部材の摩擦力により係合している移動体とで構成されるものであってもよい。すなわち本発明の駆動装置は、圧電素子に駆動電圧を与えることにより円盤状の圧電素子が凸凹に変位することで移動体を移動させる形式のものにおいても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る駆動装置を用いた撮像装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る駆動装置の移動体の構造の一例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路の構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す駆動回路の駆動パルス発生回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】駆動回路による圧電部材に印加される駆動電圧波形を示す図である。
【図６】駆動回路内の可変抵抗を０Ωから変更した際の、圧電部材に印加される駆動電圧波形の変化を模式的に示す図である。
【図７】可変抵抗の抵抗値と移動体速度を測定したグラフである。
【図８】本実施の形態に係る駆動装置の駆動回路における可変抵抗の配置の変形例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る撮像装置の一部を示す外観斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。
【図１１】携帯電話機の制御ブロックの一例を示す図である。
【図１２】実験の測定結果をグラフにしたものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 撮像装置
１２ 駆動装置
１４ 駆動回路
２２ 制御部
２４ 支持部材
２６ 圧電部材（電気機械変換素子）
２８ 軸状部材
３０ 移動体
１００ 携帯電話機
１４１ 第１スイッチ回路
１４２ 第２スイッチ回路
１４３ 第３スイッチ回路
１４４ 第４スイッチ回路
１４５ 駆動パルス発生回路
１４６ ブリッジ回路
１４７ 反転回路
Ｃ コンデンサ
Ｌ 光学系
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ スイッチ素子
Ｒ 固定抵抗
Ｓ 撮像素子
ＰＳ 駆動電源
ＶＲ 可変抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し前記電気機械変換素子に接合されて前記電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、前記電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、
前記電気機械変換素子の変位により、前記移動体を前記軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、
前記電気機械変換素子に、前記駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続したことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記可変抵抗は、少なくとも５〜２０Ωの変更範囲を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記電気機械変換素子と、前記駆動回路とが接続部材で接続され、前記可変抵抗は前記電気機械変換素子側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の駆動装置と、該駆動装置により移動させられる光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項１】
電圧の印加に基づいて変位する電気機械変換素子と、移動体を摺動可能に支持し前記電気機械変換素子に接合されて前記電気機械変換素子と共に変位する軸状部材と、前記電気機械変換素子に接続され電圧を印加する駆動回路と、を有し、
前記電気機械変換素子の変位により、前記移動体を前記軸状部材に沿って移動させる駆動装置において、
前記電気機械変換素子に、前記駆動回路の時定数を調整する可変抵抗を直列に接続したことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記可変抵抗は、少なくとも５〜２０Ωの変更範囲を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記電気機械変換素子と、前記駆動回路とが接続部材で接続され、前記可変抵抗は前記電気機械変換素子側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の駆動装置と、該駆動装置により移動させられる光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１２４５９２（Ｐ２０１０−１２４５９２Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５４１２（Ｐ２００８−２９５４１２）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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