專利名稱：驅(qū)動裝置及光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動被驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動裝置以及具備該驅(qū)動裝置的 光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的驅(qū)動裝置，公知的有如下那樣的驅(qū)動裝置即具備具有 通過驅(qū)動信號而進行伸縮的壓電元件的驅(qū)動器，并向各驅(qū)動器輸出驅(qū)動 信號而移動被驅(qū)動構(gòu)件(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所記載 的驅(qū)動裝置存儲驅(qū)動信號的波形，通過基于驅(qū)動方向和驅(qū)動速度變更驅(qū) 動信號的波形并供給到壓電元件來控制驅(qū)動器。
在此，在專利文獻1所記載的驅(qū)動裝置中，為了高精度地移動被驅(qū) 動構(gòu)件，考慮適用通過將驅(qū)動器設(shè)為重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)及驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)而稍 微移動被驅(qū)動構(gòu)件的控制方法。而且，移動量確認(rèn)和移動量確認(rèn)之間的 驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)僅為1次的情況，由于期待值和實際的移動量 之差變大，因此，通過以預(yù)定的定時間除(間引含)連續(xù)輸入到驅(qū)動器 的多個脈沖信號而設(shè)置多次驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，由此，考慮通過在移動量確 認(rèn)和移動量確認(rèn)之間控制為對驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)進行重復(fù)，從而 減小相對于期待值的偏差的控制方法(間除驅(qū)動)。
專利文獻l:日本專利特開平11 —155292號公報
然而，在如專利文獻1所記載的驅(qū)動裝置采用上述的間除驅(qū)動并同 時控制多個驅(qū)動器時，在驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)下作為驅(qū)動裝置整體不消耗電流 以外，在驅(qū)動狀態(tài)下供給到各個驅(qū)動器的電流疊加，驅(qū)動裝置整體的瞬 間消耗電流增大。由此，存在電源的消費電流變得不穩(wěn)定且驅(qū)動器的動 作變得不穩(wěn)定的憂慮
發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明為了解決這種技術(shù)課題而提出，其目的在于提供一種 能夠使多個驅(qū)動器穩(wěn)定地動作的驅(qū)動裝置及光學(xué)裝置。
艮P，本發(fā)明所涉及的驅(qū)動裝置的特征在于，具備第1驅(qū)動器，其具 有通過驅(qū)動信號而進行伸縮的第l壓電元件、和安裝在上述第l壓電元件 并對應(yīng)于上述第l壓電元件的伸縮動作而進行往復(fù)運動的第l驅(qū)動軸，并 使與所述第l驅(qū)動軸摩擦卡合的第l被驅(qū)動構(gòu)件移動；第2驅(qū)動器，其具有
通過驅(qū)動信號而進行伸縮的第2壓電元件、和安裝在上述第2壓電元件并 對應(yīng)于上述第2壓電元件的伸縮動作而進行往復(fù)運動的第2驅(qū)動軸，并使
與所述第2驅(qū)動軸摩擦卡合的第2被驅(qū)動構(gòu)件移動；驅(qū)動信號控制機構(gòu)，
其對上述第1壓電元件及上述第2壓電元件分別供給上述驅(qū)動信號，使得 上述第1驅(qū)動器及上述第2驅(qū)動器分別重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，上 述驅(qū)動信號控制機構(gòu)供給上述驅(qū)動信號，使得上述第1驅(qū)動器及上述第2 驅(qū)動器在互不相同的定時進入驅(qū)動開始或者驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的驅(qū)動裝置，驅(qū)動信號控制機構(gòu)的第l驅(qū)動器及第 2驅(qū)動器分別重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)及驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，而且，對第1壓電元件及第2 壓電元件分別供給驅(qū)動信號，使得驅(qū)動器分別以互不相同的定時進入驅(qū) 動開始或驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。這樣，通過將驅(qū)動器的驅(qū)動開始或驅(qū)動休止?fàn)?態(tài)分別設(shè)為互不相同的定時，可錯開電源電路的使用定時，可回避或減 少所有的驅(qū)動器同時成為驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的狀況，并且回避或減少所有的 驅(qū)動器同時成為驅(qū)動狀態(tài)而必需供給電流的狀況。由此，可抑制驅(qū)動裝 置整體的瞬間最大消耗電流的增大且使電源可平均地消耗電流，可使多 個驅(qū)動器穩(wěn)定地動作。
而且，本發(fā)明所涉及的光學(xué)裝置具備上述的驅(qū)動裝置而構(gòu)成。根據(jù) 該光學(xué)裝置，從具備上述的驅(qū)動裝置來看，能夠使多個驅(qū)動器穩(wěn)定地動 作。
根據(jù)本發(fā)明，可使多個驅(qū)動器穩(wěn)定地動作。


圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像裝置中的攝像部及手抖動校 正機構(gòu)的分解立體圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像裝置的電結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是圖2所示的第1控制部具有的手抖動校正電路的簡要圖。
圖4是表示圖3所示的驅(qū)動裝置中的第1控制部的電結(jié)構(gòu)的簡要圖。
圖5是表示輸入到圖4所示的驅(qū)動芯片的輸入信號的波形的圖。 圖6是表示從圖4所示的驅(qū)動芯片輸出的驅(qū)動信號的波形的圖。 圖7是表示圖4所示的第1控制部輸出的驅(qū)動信號的波形和對應(yīng)于該驅(qū) 動信號的元件電流及電源電流的值的圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的驅(qū)動裝置的控制部所輸出的驅(qū)
動信號的波形的圖。
圖9是表示對應(yīng)于圖8所示的驅(qū)動信號的元件電流及電源電流的值的圖。
圖10是表示以往的驅(qū)動裝置中的控制部輸出的驅(qū)動信號的波形的圖。
圖11是表示對應(yīng)于圖10所示的驅(qū)動信號的元件電流及以電源電流的 值的圖。
圖12是表示其他的實施方式所涉及的驅(qū)動裝置中的控制部輸出的驅(qū)
動信號的波形的圖。
圖13是表示其他的驅(qū)動裝置的透鏡結(jié)構(gòu)的簡要的框圖。
圖中6 —第2驅(qū)動器，8 —第1驅(qū)動器，6a —第2壓電元件，8a —第l
壓電元件，6b —第2驅(qū)動軸，8b —第l驅(qū)動軸，30 —第1控制部(驅(qū)動信號
控制機構(gòu))，40 —第2控制部(驅(qū)動信號控制機構(gòu))。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在各圖中對 同一或相應(yīng)部分附上同一符號，省略重復(fù)的說明。
本實施方式所涉及的攝像裝置(光學(xué)裝置)，例如，沿與光軸方向 垂直的方向相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)和攝像元件而進行手抖動校正。艮口， 根據(jù)手抖動移動攝像光學(xué)系統(tǒng)，通過變化與攝像元件的相對位置而校正 手抖動。該攝像裝置適用于拍攝靜止像的攝像機、拍攝動畫的視頻攝像機、搭載于手機的攝像機等。
首先，對本實施方式所涉及的攝像裝置的機械結(jié)構(gòu)進行說明。圖l是 本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像裝置中的攝像部及手抖動校正機構(gòu)的分 解立體圖。如圖1所示，本實施方式所涉及的攝像裝置具備用于取得被攝
體的像的攝像光學(xué)系統(tǒng)2和攝像元件14。攝像光學(xué)系統(tǒng)2是聚光到攝像元 件14的光學(xué)系統(tǒng)，并具備攝影透鏡而構(gòu)成。該攝像光學(xué)系統(tǒng)2例如在支架 (爾》夕、、)2a收容透鏡(未圖示)而構(gòu)成。攝像光學(xué)系統(tǒng)2也可以由單個 的透鏡構(gòu)成，也可以由基于多個透鏡的透鏡組構(gòu)成。
攝像光學(xué)系統(tǒng)2安裝在第2移動構(gòu)件5，設(shè)置成相對于攝像元件14沿與 光軸0的方向(光軸方向)垂直的方向可相對移動。第2移動構(gòu)件5收容 在固定攝像元件14的攝像元件支架13，通過由球體4支承而成為相對于攝 像元件支架13及攝像元件14可沿與光軸方向垂直的方向相對移動。因 此，攝像光學(xué)系統(tǒng)2通過第2移動構(gòu)件5和攝像光學(xué)系統(tǒng)2—起移動，而成 為相對于攝像元件14沿與光軸方向垂直的方向相對移動。
此時，優(yōu)選為相對于第2移動構(gòu)件5向光軸方向可移動地安裝攝像光 學(xué)系統(tǒng)2。例如，在第2移動構(gòu)件5安裝向光軸方向的支承軸3，沿著該支 承軸3可移動地安裝攝像光學(xué)系統(tǒng)2。作為向光軸方向移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2 的第3驅(qū)動器10，使用具備由第3壓電元件10a的伸縮進行往復(fù)移動的第3 驅(qū)動軸10b的驅(qū)動器。該第3驅(qū)動器10作為向光軸方向移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2 的驅(qū)動器而起作用。第3壓電元件10a安裝在第2移動構(gòu)件5，第3驅(qū)動軸 10b摩擦卡合在攝像光學(xué)系統(tǒng)2。第3驅(qū)動軸10b的一端抵接在第3壓電元件 10a，例如使用粘合(接著)劑粘合。該第3驅(qū)動軸10b為長條狀(長尺 狀)構(gòu)件，例如使用圓柱狀構(gòu)件。
作為摩擦卡合結(jié)構(gòu)，例如作成以一定的按壓力由板簧將第3驅(qū)動輸 10b壓接在攝像光學(xué)系統(tǒng)2的支架2a的狀態(tài)，而在第3驅(qū)動軸10b移動時產(chǎn) 生一定的摩擦力的結(jié)構(gòu)。通過超出該摩擦力地移動第3驅(qū)動軸10b，而由 慣性維持?jǐn)z像光學(xué)系統(tǒng)2的位置。另一方面，若不超出該摩擦力地向反方 向移動第3驅(qū)動軸10b，則攝像光學(xué)系統(tǒng)2也向該反方向移動。通過重復(fù)進 行這種第3驅(qū)動軸10b的往復(fù)移動，可相對于第2移動構(gòu)件5相對地移動攝 像光學(xué)系統(tǒng)2。使該伸長速度和收縮速度不同的電信號從控制部(未圖示)輸入到第3壓電元件10a。由此，第3驅(qū)動軸10b以不同的速度進行往 復(fù)移動，可以進行攝像光學(xué)系統(tǒng)2的移動控制。
這樣，通過相對于第2移動構(gòu)件5向光軸方向可移動地安裝攝像光學(xué) 系統(tǒng)2，而可以相對于第2移動構(gòu)件5向光軸方向僅移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2而 進行聚焦。
攝像元件14是將由攝像光學(xué)系統(tǒng)2成像的像變換成電信號的攝像機 構(gòu)，固定安裝在攝像元件支架13。作為該攝像元件14，例如使用CCD傳感 器。
本實施方式所涉及的攝像裝置具備第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6。第l驅(qū) 動器8是沿與光軸方向垂直的偏航(3 — )方向X相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2 和攝像元件14的驅(qū)動器。該第l驅(qū)動器8例如使用具備通過第l壓電元件8a 的伸縮進行往復(fù)移動的第l驅(qū)動軸8b的驅(qū)動器。第l驅(qū)動軸8b朝向偏航方 向X而配置。第l壓電元件8a安裝在固定攝像元件14的攝像元件支架13。 第l驅(qū)動軸8b摩擦卡合在第l移動構(gòu)件11。第l驅(qū)動軸8b的一端抵接在第l 壓電元件8a，例如用粘合劑粘合。該第l驅(qū)動軸8b是長條狀的構(gòu)件，例如 使用圓柱狀的構(gòu)件。
作為摩擦卡合結(jié)構(gòu)，例如作成以一定的按壓力由板簧將第l驅(qū)動軸8b 壓接在第l移動構(gòu)件ll的狀態(tài)，而在第l驅(qū)動軸8b移動時產(chǎn)生一定的摩擦 力的結(jié)構(gòu)。通過超出該摩擦力地移動第l驅(qū)動軸8b，而由慣性維持第l移 動構(gòu)件ll的位置。另一方面，若不超出該摩擦力地向反方向移動第l驅(qū)動 軸8b，則第l移動構(gòu)件ll也向該反方向移動。通過重復(fù)進行這種第l驅(qū)動 軸8b的往復(fù)移動，可以相對于攝像元件14沿著偏航方向X移動第1移動構(gòu) 件ll，可以相對于攝像元件14沿偏航方向X相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2。使
該伸長速度和收縮速度不同的電信號從控制部(未圖示)輸入到第l壓電 元件8a。由此，第l驅(qū)動軸8b以不同的速度進行往復(fù)移動，可進行攝像光 學(xué)系統(tǒng)2的移動控制。
另外，也存在將第l壓電元件8a安裝在第l移動構(gòu)件ll側(cè)且將第l驅(qū)動 軸8b摩擦卡合在攝像元件支架13而構(gòu)成第l驅(qū)動器8的情況。
第2驅(qū)動器6是向與光軸方向垂直的俯仰(匕。:y于)方向Y相對移動攝 像光學(xué)系統(tǒng)2和攝像元件14的驅(qū)動器。該第2驅(qū)動器6和第1驅(qū)動器8作為相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2和攝像元件14的驅(qū)動機構(gòu)(驅(qū)動裝置)而起作用。
俯仰方向Y設(shè)定為與光軸方向垂直且與偏航方向X交叉的方向。該第2 驅(qū)動器6，例如使用具備通過第2壓電元件6a的伸縮進行往復(fù)移動的第2驅(qū) 動軸6b的驅(qū)動器。第2驅(qū)動軸6b朝向俯仰方向Y而配置。第2壓電元件6a安 裝在第2移動構(gòu)件5。第2驅(qū)動軸6b摩擦卡合在第l移動構(gòu)件11。第2驅(qū)動軸 6b的一端抵接在第2壓電元件6a，例如使用粘合劑粘合。該第2驅(qū)動軸6b 是長條狀構(gòu)件，例如可以使用圓柱狀構(gòu)件。
作為摩擦卡合結(jié)構(gòu)，例如設(shè)為以一定的按壓力由板簧將第2驅(qū)動軸6b 壓接在第l移動構(gòu)件ll的狀態(tài)，且設(shè)為在第2驅(qū)動軸6b移動時使產(chǎn)生一定 的摩擦力的結(jié)構(gòu)。通過超出該摩擦力地朝一方向移動第2驅(qū)動軸6b，從而 由慣性維持第2移動構(gòu)件5的位置。另外，若要不超出該摩擦力而地朝反 方向移動第2驅(qū)動軸6b，則第2驅(qū)動軸6b因摩擦力而靜止，第2移動構(gòu)件5 向一方向移動。通過重復(fù)進行這種第2驅(qū)動軸6b的往復(fù)移動，從而可相對 于攝像元件14沿著俯仰方向Y移動第2移動構(gòu)件5，可相對于攝像元件14沿 著俯仰方向Y相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2。使該伸長速度和收縮速度不同的 電信號從控制部(未圖示)輸入到第2壓電元件6a。由此，第2驅(qū)動軸6b 以不同的速度進行往復(fù)移動，可進行攝像光學(xué)系統(tǒng)2的移動控制。
通過上述摩擦卡合，在第1移動構(gòu)件11安裝有第2驅(qū)動器6。因此，第 1移動構(gòu)件11借助于第1驅(qū)動器8的動作而向偏航方向X移動，從而使得第2 驅(qū)動器6也向偏航方向X移動。
另外，也存在將第2壓電元件6a安裝在第l移動構(gòu)件ll側(cè)，將第2驅(qū)動 軸6b摩擦卡合在第2移動構(gòu)件5而構(gòu)成第2驅(qū)動器6的情況。
在攝像裝置設(shè)有位置檢測用磁體9、霍爾元件15a、 15b。位置檢測用 磁體9是安裝在第2移動構(gòu)件5的磁體，只要是產(chǎn)生能夠用霍爾元件15a、 15b進行檢測的磁場的磁體即可?；魻栐?5a、 15b是基于從位置檢測用 磁體9產(chǎn)生的磁場的狀態(tài)，對相對于與攝像元件14和攝像光學(xué)系統(tǒng)2的光
軸方向垂直的方向的相對位置進行檢測的磁性傳感器，例如，可以安裝 在基板17。該霍爾元件15a、 15b使用能夠檢測與光軸方向垂直的方向的 相對位置的元件?；?7是安裝在攝像元件支架13的布線基板，例如彎 曲成L字形使用。在該基板17，壓電元件6a、 8a、 10a的導(dǎo)線分別安裝在基板17。
在攝像裝置設(shè)有光斬波器16。光斬波器16是進行攝像光學(xué)系統(tǒng)2的位 置檢測的位置檢測傳感器。光斬波器16安裝在基板17且配置在攝像光學(xué) 系統(tǒng)2的附近位置。光斬波器16具備發(fā)光部和受光部，根據(jù)通過發(fā)光部和 受光部之間的移動片2b的位置檢測來檢測攝像光學(xué)系統(tǒng)2的光軸方向的位 置。移動片2b形成于攝像光學(xué)系統(tǒng)2的支架2a，是與攝像光學(xué)系統(tǒng)2成為 一體而移動的構(gòu)件。
攝像裝置具備上蓋l。上蓋l是覆蓋對攝像部及手抖動校正機構(gòu)進行 收容的攝像元件支架(爾》夕、')13的開口部分的蓋子，形成用于入射被 攝體像的幵口部la。
第l移動構(gòu)件ll，被第1支承軸12沿著偏航方向X可移動地支承。第l 支承軸12是向偏航方向X配置的軸構(gòu)件，安裝在攝像元件支架13。該第l 支承軸12貫通第l移動構(gòu)件ll的軸承部lla而設(shè)置。由此，第l移動構(gòu)件ll 通過第1支承軸12以相對于攝像元件14僅向偏航方向X移動的方式被支 承。
第2移動構(gòu)件5通過第2支承軸7沿著俯仰方向Y可移動地被支承。第2 支承軸7是向著俯仰方向Y配置的軸構(gòu)件，安裝在第2移動構(gòu)件5。該第2支 承軸7貫通第l移動構(gòu)件ll的軸承部llb而設(shè)置。由此，第2移動構(gòu)件5被第 2支承軸7以僅相對于第1移動構(gòu)件11向俯仰方向Y移動的方式被支承。
接著，說明本實施方式所涉及的攝像裝置的電氣結(jié)構(gòu)。圖2是表示 本實施方式所涉及的攝像裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖2所示，本實施方式所涉及的攝像裝置具備有第1控制部(驅(qū) 動信號控制機構(gòu))30。第1控制部30控制攝像光學(xué)系統(tǒng)2和攝像元件 14的與光軸方向垂直的方向的相對移動，而作為進行手抖動校正的控制 機構(gòu)起作用。該第1控制部30例如由CPU、內(nèi)置驅(qū)動芯片的LSI (Large Scale Integration)等構(gòu)成，詳細(xì)內(nèi)容后述。連接在第1控制部30的 陀螺(-卞,口 )傳感器50作為檢測手抖動量的手抖動檢測傳感器起作 用。該陀螺傳感器50配置在防振組件的外部，即攝像元件支架13的外 部。
第1控制部30輸入陀螺傳感器50的檢測信號Six和霍爾元件15a的檢測信號S2x，將驅(qū)動信號Sx輸出到第1驅(qū)動器8。陀螺傳感器50的 檢測信號Six是關(guān)于偏航方向X (X方向)的手抖動量的檢測信號?；魻?元件15a的檢測信號S2x是與偏航方向X中的攝像元件14與攝像光學(xué)系 統(tǒng)2的相對位置相關(guān)的檢測信號。
而且，第1控制部30輸入陀螺傳感器50的檢測信號Sly和霍爾元 件15b的檢測信號S2y，并將驅(qū)動信號Sy輸出到第2驅(qū)動器6。陀螺傳 感器50的檢測信號Sly是與俯仰方向Y (Y方向)相關(guān)的手抖動量的檢 測信號?；魻栐?5b的檢測信號S2y，是與俯仰方向Y中的攝像元件 14和攝像光學(xué)系統(tǒng)2的相對位置相關(guān)的檢測信號。
而且，連接在第3驅(qū)動器10的第2控制部(驅(qū)動信號控制機構(gòu))40 作為向攝像光學(xué)系統(tǒng)2的光軸方向?qū)σ苿舆M行控制的控制機構(gòu)起作用。 該第2控制部40例如由自動聚焦用IC或微型計算機等構(gòu)成。第2控制 部40通過未圖示的測距裝置取得到被攝體的距離信息，并基于該距離信 息和光斬波器16的檢測信號將驅(qū)動信號輸出到第3驅(qū)動器10，對攝像 光學(xué)系統(tǒng)2進行移動控制。
接著，對第1控制部30具有的手抖動校正信號的生成功能進行說 明。圖3是在本實施方式所涉及的攝像裝置中的手抖動校正電路的簡要 圖。例如，如圖3所示，在第1控制部30內(nèi)設(shè)有使用差動放大器31的 手抖動校正電路。該手抖動校正電路設(shè)有進行X方向的手抖動校正的電 路和進行Y方向的手抖動校正的電路這2個電路。X方向的手抖動校正 電路根據(jù)陀螺傳感器50的檢測信號Six和霍爾元件15a的檢測信號S2x 的差(差分)而生成第1驅(qū)動器8的驅(qū)動信號Sx。 Y方向的手抖動校正 電路根據(jù)陀螺傳感器50的檢測信號Sly和霍爾元件15b的檢測信號S2y 的差而生成第2驅(qū)動器6的驅(qū)動信號Sy。由此，減少手抖動量和攝像光 學(xué)系統(tǒng)2與攝像元件14的相對移動量的差，而進行手抖動校正。
優(yōu)選陀螺傳感器50的檢測信號Slx、 Sly通過積分電路32進行積分 處理而輸入到差動放大器31。而且，優(yōu)選霍爾元件15a、 15b的檢測信 號S2x、 S2y通過放大電路33進行放大處理以后輸入到差動放大器31。
接著，對第1控制部30具有的驅(qū)動信號的輸出功能進行詳細(xì)說明。 圖4是表示在本實施方式所涉及的攝像裝置中的第1控制部30的詳細(xì)電結(jié)構(gòu)的簡要圖。如圖4所示，第1控制部30例如具備有CPU60、驅(qū)動芯 片61、 62。驅(qū)動芯片61、 62與第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6對應(yīng)而設(shè) 置，連接在共同的電源電路63。在驅(qū)動芯片61、 62和電源電路63之 間，設(shè)有用于使電源輸出穩(wěn)定化的電源電容器C1。
CPU60具有同步脈沖電路，且具有生成輸入信號SxIN、 Sy^的功能， 所述輸入信號SxIN、 Sy^用于將驅(qū)動信號Sx、 Sy輸出到驅(qū)動芯片61、 62。驅(qū)動芯片61、 62分別連接在第1驅(qū)動器8的第1壓電元件8a及第 2驅(qū)動器6的第2壓電元件6a，并作為驅(qū)動電路起作用。驅(qū)動芯片61、 62具有將從CPU60輸入的輸入信號SxIN、 Syw增大電壓或增大電流而生成 驅(qū)動信號Sx、 Sy并且分別輸出到第1驅(qū)動器8的第1壓電元件8a及第 2驅(qū)動器6的第2壓電元件6a的功能。驅(qū)動芯片61、 62，例如由邏輯電 路構(gòu)成輸入級(入力段)，在輸出級(出力段)使用具備2個場效應(yīng)型 (電場効果型)晶體管(FET)的電路。2個晶體管構(gòu)成為，能夠作為輸 出信號輸出Hi輸出(高電位輸出)、Lo輸出(低電位輸出)及OFF輸 出(0PEN輸出(才一7°>0 )。
接著，對驅(qū)動芯片61、 62所輸入輸出的信號進行詳細(xì)說明。首先， 對驅(qū)動芯片61輸入輸出的信號進行說明。圖5表示輸入到驅(qū)動芯片61的輸 入信號Sx^橫軸是時間。圖5 (A)表示在沿接近第l壓電元件8a的方向 移動第l移動構(gòu)件ll時所輸入的輸入信號Aw、 BIN (正轉(zhuǎn)時的信號)的波 形，圖5 (B)表示沿從第l壓電元件8a離開的方向移動第l移動構(gòu)件ll時 所輸入的輸入信號Aw、 BIN (反轉(zhuǎn)時的信號)的波形。
這樣，從CPU60輸出的輸入信號Sx^由2個脈沖信號A^ Bw構(gòu)成。該2 個脈沖信號A^、 B^為相同的頻率F1 (周期T1)，通過使彼此的相位不 同，成為彼此的信號的電位差向一方階段性地變化并向反方向急劇變化 的信號、或者成為彼此的信號的電位差向一方向急劇變化并向反方向階 段性地變化的信號。例如，在圖5 (A) 、 (B)中，設(shè)定成在一方的信號 成為Hi并下降到Lo之后另一方的信號成為Hi。設(shè)定成在這些信號中一方 的信號成為Lo時經(jīng)過一定的延時WF之后另一方的信號成為Hi。
圖6表示從驅(qū)動芯片61輸出的驅(qū)動信號Sx的波形，橫軸是時間。圖6 (A) 、 (B)的信號是基于圖5 (A) 、 (B)的輸入信號輸出的信號，是第1驅(qū)動器8的驅(qū)動時的信號。g卩，圖6 (A)表示在沿接近第l壓電元件8a 的方向移動第1移動構(gòu)件11時輸出的驅(qū)動信號A。ut、 B。UT (正轉(zhuǎn)時的信號) 的波形，圖6 (B)表示在沿從第l壓電元件8a離開的方向移動第l移動構(gòu) 件11時輸出的驅(qū)動信號A。UT、 BQUT (反轉(zhuǎn)時的信號)的波形。
在圖6 (A) 、 (B)中，分別由脈沖信號構(gòu)成的2個驅(qū)動信號A瞎、B0UT 是輸入到第l壓電元件8a的2個端子(參照圖l)的信號，是構(gòu)成上述的驅(qū) 動信號Sx的信號。該2個脈沖信號為相同的頻率F1 (周期T1)，通過使彼 此的相位不同，成為彼此的信號的電位差向一方向階段性地變化并向反 方向急劇變化的信號、或者成為彼此的信號的電位差向一方向急劇變化 并向反方向階段性地變化的信號。而且，AQUT、 B。uT的電位差成為第l壓電 元件8a的輸入電壓。第l壓電元件8a通過這些脈沖信號的電位差而伸長或 收縮。而且，通過每1脈沖的信號連續(xù)輸入到第1驅(qū)動器8而進行連續(xù)驅(qū)動 (驅(qū)動狀態(tài))。
驅(qū)動信號A。uT、 B。uT例如設(shè)定成一方的信號成為Hi輸出并下降到Lo輸出 后另一方的信號成為Hi輸出。設(shè)定成在這些信號中一方的信號成為Lo輸 出時經(jīng)過一定的延時Wp之后另一方的信號成為Hi輸出。
而且，驅(qū)動信號A。uT、 B。ut， g卩，使第l壓電元件8a動作的電信號，使 用超出可聽頻率(可聴周波數(shù))的頻率的信號。在圖6 (A) 、 (B)中， 使這2個信號的頻率F1為超出聲頻的頻率信號，例如，使成為30 80kHz 的頻率信號，更優(yōu)選為是40 60kHz。通過使用這種頻率的信號，可降低 壓電元件的可聽區(qū)域中的工作聲音。
圖7 (A)是第1驅(qū)動器8的驅(qū)動信號A。ut、 B。ut的波形，圖7 (B)是與圖 7 (A)所示的驅(qū)動信號A。uT、 B。uT相對應(yīng)的電流值，表示第1驅(qū)動器8的元件 電流和供給該元件電流的電源電路63的電源電流的值，橫軸是時間。如 圖7 (A)所示，在第1驅(qū)動器8的驅(qū)動控制中，多個脈沖信號連續(xù)輸入到 第1驅(qū)動器8，在進行連續(xù)驅(qū)動的中途，按照預(yù)定的定時(夕^fSy夕、') 向除(間引含)脈沖信號，通過將輸入到第l壓電元件8a的2個端子的電 壓差設(shè)為零而設(shè)置驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。由此，第1驅(qū)動器8被控制成重復(fù)驅(qū)動 狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。這樣，第1驅(qū)動器8通過重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止 狀態(tài)而稍微移動第l移動構(gòu)件ll，從而能夠高精度地移動。優(yōu)選驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的長度為圖6 (A) 、 (B)所示的驅(qū)動時的輸入信號中的l脈沖的周
期時間以上的長時間。而且，間除脈沖信號的定時，即設(shè)置驅(qū)動休止?fàn)?態(tài)的定時可以周期性地設(shè)定，或者也可以任意設(shè)定。此外，優(yōu)選驅(qū)動休
止?fàn)顟B(tài)的間隔(圖7中所示的T2)設(shè)為聲頻以外。
接著，對驅(qū)動芯片62輸入輸出的信號進行說明。驅(qū)動芯片62的輸入 信號A, BIN，是與驅(qū)動芯片61輸出的信號的振幅、波長、頻率等相同、 相位(或者初始相位)相同的信號。驅(qū)動芯片62的驅(qū)動信號A。uT、 B。ut是與 驅(qū)動芯片61輸出的信號振幅、波長、頻率等相同，相位(或者初始相 位)相同的信號。而且，在第2驅(qū)動器6的驅(qū)動控制中，也通過間除脈沖 信號而設(shè)置驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，并被控制成重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。
輸入到第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6的信號不限于圖6所示的信號，也可
以不是脈沖信號，而是鋸齒波狀信號或三角波狀信號等。
另外，在第2控制部40中，也設(shè)為與第1控制部30同樣的結(jié)構(gòu)，并將 振幅、波長、頻率等與驅(qū)動芯片6K 62的驅(qū)動信號A。uT、 B。ut相同且相位 (或者初始相位)相同的信號輸入到第3驅(qū)動器10。而且，通過間除脈沖 信號而設(shè)置驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，由此，第3驅(qū)動器10以重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休 止?fàn)顟B(tài)的方式被控制。
接著，在本實施方式所涉及的攝像裝置中，對同時進行手抖動校正 和自動聚焦時的動作進行說明。
在圖2中，在使用攝像裝置進行拍攝時產(chǎn)生手抖動的情況下，陀螺傳 感器50檢測手抖動量，將手抖動的檢測信號S1輸出到第1控制部30。在第 l控制部30中，基于陀螺傳感器50的檢測信號Sl和霍爾元件15a、 15b的檢 測信號S2，計算驅(qū)動信號Sx、 Sy，以使得使用手抖動校正電路消除由攝 像元件14攝像到的圖像抖動。而且，CPU60對驅(qū)動芯片61、 62以相同的相 位輸出輸入信號A, BIN。輸入了信號的驅(qū)動芯片61、 62，對第1驅(qū)動器8 的第l電壓元件8a及第2驅(qū)動器6的第2電壓元件6a分別輸出驅(qū)動信號A,、 B。ut。壓電元件6a、 8a基于分別被輸入的驅(qū)動信號A。uT、 B。ut而伸縮，通過 相對移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2和攝像元件14，而進行手抖動校正。而且，在第 2控制部40中，與驅(qū)動芯片61、 62同樣的驅(qū)動信號也輸入到第3驅(qū)動器10 的第3壓電元件10a，第3壓電元件10a基于該驅(qū)動信號A。uT、 B,而伸縮，通過向光軸方向移動攝像光學(xué)系統(tǒng)2而進行自動聚焦。
在進行這種驅(qū)動控制時，驅(qū)動信號A。uT、 B。uT成為如圖8所示的波形。 圖8 (A)表示第1驅(qū)動器8的驅(qū)動信號A麗、Bqut的波形，圖8 (B)表示第2 驅(qū)動器6的驅(qū)動信號A。uT、 B。ut波形，圖8 (C)表示第3驅(qū)動器10的驅(qū)動信號 A。UT、 B。ut的波形，橫軸是時間。如圖8所示，第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6及 第3驅(qū)動器10的脈沖信號在互不相同的定時間除。g卩，第1驅(qū)動器8、第2 驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10分別在不同的定時進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。具體地， 在第1驅(qū)動器8的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)結(jié)束以后，第2驅(qū)動器6進入驅(qū)動休止?fàn)?態(tài)，在第2驅(qū)動器6的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)結(jié)束以后，第3驅(qū)動器10進入驅(qū)動休止 狀態(tài)。
圖9是對應(yīng)于圖8所示的驅(qū)動信號A,、 B,的電流值，橫軸是時間。圖 9 (A)表示第1驅(qū)動器8的元件電流和供給該元件電流的電源電路63的電 源電流的值。圖9 (B)表示第2驅(qū)動器6的元件電流和供給該元件電流的 電源電路63的電源電流的值。圖9 (C)表示第3驅(qū)動器10的元件電流和供 給該元件電流的電源電路63的電源電流的值。而且，圖9 (D)表示電源 電路63的電源電流的總值。如圖9 (A) (C)所示，第1驅(qū)動器8、第2 驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的定時互不相同，因此3個驅(qū)動器 的電源電路63的使用定時不重疊。由此，電源電路63可回避或減少所有 的驅(qū)動器6、 8、 IO同時成為驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的狀況，并且可以回避或減少 所有的驅(qū)動器6、 8、 IO同時成為驅(qū)動狀態(tài)而必須供給電流的狀況，而 且，如圖9 (D)所示，可以將電源電流的總值的峰值抑制到小于最大供 給量P。這樣，可以抑制電源電路63所要求的電流值超出電源電路63的最 大供給量P，并可以大致平均地消耗電流，可以穩(wěn)定地進行自動聚焦動作 及手抖動校正動作。
與此相對，說明第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10的驅(qū)動休止 狀態(tài)全部成為相同的定時的情況。圖IO (A)表示第1驅(qū)動器8的驅(qū)動信號 A加t、 B。ut的波形，圖IO (B)表示第2驅(qū)動器6的驅(qū)動信號A,、 B,的波形， 圖IO (C)表示第3驅(qū)動器10的驅(qū)動信號A。uT、 B肌的波形，橫軸是時間。這 樣，第1驅(qū)動器8的驅(qū)動信號A。UT、 B肌，第2驅(qū)動器6的驅(qū)動信號A。uT、 B肌， 及第2驅(qū)動器10驅(qū)動信號A。uT、 B。uT的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的定時全部重疊。而且，圖11表示對應(yīng)于圖10所示的驅(qū)動信號A。UT、 B。m的電流值，橫軸 是時間。圖ll (A)表示第1驅(qū)動器8的元件電流和供給該元件電流的電源
電路63的電源電流的值。圖ll (B)表示第2驅(qū)動器6的元件電流和供給該 元件電流的電源電路63的電源電流的值。圖ll (C)表示第3驅(qū)動器10的 元件電流和供給該元件電流的電源電路63的電源電流的值。而且，圖ll (D)表示電源電路63的電源電流的總值。如圖ll (A) (C)所示，第 l驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的定時相互重疊， 因此，3個驅(qū)動器6、 8、 10的電源電路63的使用定時全部重疊。因此，電 源電路63在驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)下作為驅(qū)動裝置整體不消耗電流，另一方面在 驅(qū)動狀態(tài)下分別供給到驅(qū)動器6、 8、 IO的電流重合驅(qū)動裝置整體的瞬間 消耗電流增大。而且，電源電路63必須向所有的驅(qū)動器同時供給電流， 因此，如圖ll (D)所示，電源電流的總值的峰值超出電源電路63的最大 供給量P。根據(jù)以上，電源電路63的消耗電流變得不穩(wěn)定，自動聚焦動作 及手抖動校正動作變得不穩(wěn)定。
如以上，根據(jù)本實施方式所涉及的攝像裝置，控制部30、 40通過將 驅(qū)動信號供給到各個壓電元件6a、 8a、 10a，控制驅(qū)動器6、 8、 10，而重 復(fù)驅(qū)動狀態(tài)及驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，此外，控制成驅(qū)動器6、 8、 IO分別在互不 相同的定時進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。這樣，通過將驅(qū)動器6、 8、 IO的驅(qū)動休 止?fàn)顟B(tài)分別設(shè)為互不相同的定時，能夠錯開電源電路63的使用定時，能 夠回避或減少所有的驅(qū)動器6、 8、 IO同時成為驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的狀況，并 且可以回避或減少所有的驅(qū)動器6、 8、 IO同時成為驅(qū)動狀態(tài)而必須供給 電流的狀況。由此，可以抑制驅(qū)動裝置整體的瞬間最大消耗電流的增 大，并且可以使電源平均地消耗電流，可以使多個驅(qū)動器6、 8、 IO穩(wěn)定 地動作。此外，能夠減少用于驅(qū)動的瞬間最大消耗電流，所以可以使驅(qū) 動電路簡略化。
另外，上述的實施方式表示本發(fā)明所涉及的攝像裝置的一例。本發(fā) 明所涉及的攝像裝置不限于這些實施方式所涉及的攝像裝置，在不變更 各權(quán)利要求所記載的要點的范圍下，可以變形實施方式所涉及的攝像裝 置，或者也可以適用于其他攝像裝置。
例如，在上述的實施方式中，對作為手抖動校正機構(gòu)根據(jù)手抖動而使攝像光學(xué)系統(tǒng)2相對于攝像元件14移動的機構(gòu)進行了說明，但也可以是
相對于攝像光學(xué)系統(tǒng)2移動攝像元件14的機構(gòu)。即使在此情況，也可以得 到與上述的實施方式所涉及的攝像裝置同樣的作用效果。
而且，在上述的實施方式中，說明了第1驅(qū)動器8及第2驅(qū)動器6分別 正轉(zhuǎn)的情況，但即使在第1驅(qū)動器8為正轉(zhuǎn)、第2驅(qū)動器6為反轉(zhuǎn)的情況， 也可以得到與上述的實施方式所涉及的攝像裝置同樣的作用效果。另 外，也可以是第1驅(qū)動器8為反轉(zhuǎn)、第2驅(qū)動器6為正轉(zhuǎn)的情況，或第l驅(qū)動 器8及第2驅(qū)動器分別為反轉(zhuǎn)的情況。
而且，在上述的實施方式中，說明了控制對象的驅(qū)動器為3個的情 況，但也可以是控制2個驅(qū)動器的情況。而且，也可以是控制4個以上的 驅(qū)動器的情況，例如，上述的實施方式的攝像裝置還具備實現(xiàn)變倍調(diào)整 機構(gòu)(變焦功能)的第4驅(qū)動器，可以適用于控制第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動 器6、第3驅(qū)動器10及變焦驅(qū)動器的情況。此時，如圖12所示，通過錯開 各驅(qū)動器的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)而可以回避必須將電流同時供給到所有驅(qū)動器 的狀況，可以抑制電源電流的總值的峰值。而且，通過如此構(gòu)成，可在 同一時間帶實行變焦和聚焦的透鏡驅(qū)動，所以，可以縮短動作時間。
而且，在上述的實施方式中，若第2驅(qū)動器6進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，則 第1驅(qū)動器8同時成為驅(qū)動狀態(tài)，若第3驅(qū)動器10進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，則第 2驅(qū)動器6同時成為驅(qū)動狀態(tài)，但也可不是同時。例如，驅(qū)動器彼此的驅(qū) 動休止?fàn)顟B(tài)也可以部分重疊。
而且，在上述的實施方式中，輸入到驅(qū)動器6、 8、 IO的各個壓電元 件6a、 8a、 10a的驅(qū)動信號A。uT、 B,皆為相同相位，但也可以分別錯開相 位。
而且，在上述的實施方式中，對將驅(qū)動裝置適用在具有手抖動校正 機構(gòu)的攝像裝置的例子進行了說明，但也可適用于具有變焦機構(gòu)或自動 聚焦機構(gòu)的攝像裝置。例如，如圖13所示，可以適用于具備通過第l驅(qū)動 器8可驅(qū)動地構(gòu)成的移動透鏡103、通過第2驅(qū)動器6可驅(qū)動地構(gòu)成的移動 透鏡102的攝像裝置。該攝像裝置例如適用使光軸O彎曲的彎曲光學(xué)系 統(tǒng)，具備固定透鏡105、棱鏡104、移動透鏡103、 102、固定透鏡101及攝 像元件IOO。并且，移動透鏡103、 102借助于第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6的驅(qū)動而移動，從而能夠?qū)崿F(xiàn)變焦功能及自動聚焦功能。從固定透鏡105入
射的被攝體106的像通過棱鏡104而被彎折，且通過移動透鏡103、移動透 鏡102、固定透鏡101而被攝像元件100所檢測。這樣，本發(fā)明可適用于手 抖動校正機構(gòu)、變焦機構(gòu)或自動聚焦機構(gòu)、或者這些組合中的任意一 個。
此外，在上述的實施方式中，作為攝像裝置的驅(qū)動器采用了使用壓 電元件的驅(qū)動器，但使用電機(乇一夕)、高分子驅(qū)動器、形狀記憶合 金等其他驅(qū)動構(gòu)件時也可以。
而且，在上述的實施方式中，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動光學(xué)系統(tǒng)，但也可 驅(qū)動攝像元件等光電轉(zhuǎn)換元件。
另外，在上述的實施方式中，對將各驅(qū)動器進入到驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的 定時錯開并且控制成第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10分別在不同 的定時進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的情況進行了說明，但也可錯開各驅(qū)動器驅(qū)動 開始的定時。即，也可控制成第1驅(qū)動器8、第2驅(qū)動器6及第3驅(qū)動器10分 別在不同的定時進入驅(qū)動開始，此時也可以得到同樣的作用、效果。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動裝置，其特征在于，具備第1驅(qū)動器，其具有通過驅(qū)動信號而進行伸縮的第1壓電元件、和安裝在上述第1壓電元件并對應(yīng)于上述第1壓電元件的伸縮動作而進行往復(fù)運動的第1驅(qū)動軸，并使與所述第1驅(qū)動軸摩擦卡合的第1被驅(qū)動構(gòu)件移動；第2驅(qū)動器，其具有通過驅(qū)動信號而進行伸縮的第2壓電元件、和安裝在上述第2壓電元件并對應(yīng)于上述第2壓電元件的伸縮動作而進行往復(fù)運動的第2驅(qū)動軸，并使與所述第2驅(qū)動軸摩擦卡合的第2被驅(qū)動構(gòu)件移動；驅(qū)動信號控制機構(gòu)，其對上述第1壓電元件及上述第2壓電元件分別供給上述驅(qū)動信號，使得上述第1驅(qū)動器及上述第2驅(qū)動器分別重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，上述驅(qū)動信號控制機構(gòu)供給上述驅(qū)動信號，使得上述第1驅(qū)動器及上述第2驅(qū)動器在互不相同的定時進入驅(qū)動開始或者驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。
2. —種光學(xué)裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求l所述的驅(qū)動裝置，并通過上述驅(qū)動裝置驅(qū)動光學(xué)構(gòu)件或者光電轉(zhuǎn)換元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅(qū)動裝置，其中，控制部(30、40)通過將驅(qū)動信號分別供給到壓電元件(6a、8a、10a)，控制驅(qū)動器(6、8、10)并設(shè)為重復(fù)驅(qū)動狀態(tài)及驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)，而且，控制成驅(qū)動器(6、8、10)分別在互不相同的定時進入驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)。這樣，通過將驅(qū)動器(6、8、10)的驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)分別設(shè)為互不相同的定時，錯開電源電路(63)的使用定時，回避或減少所有的驅(qū)動器(6、8、10)同時成為驅(qū)動休止?fàn)顟B(tài)的狀況，并且回避或減少所有的驅(qū)動器(6、8、10)同時成為驅(qū)動狀態(tài)而必需供給電流的狀況。從而能夠使多個驅(qū)動器穩(wěn)定地動作。
文檔編號H02N2/02GK101656487SQ20091013993
公開日2010年2月24日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者吉田秀夫 申請人:富士能株式會社