驱动装置及其所使用的位置检测装置的制作方法

专利名称：驱动装置及其所使用的位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动装置，尤其涉及检测可动部的位置的位置检测装置。
背景技术：
一直以来，作为相机的自动调焦用驱动器或变焦用驱动器使用着使用了压 电元件、电致伸缩元件、》兹致伸缩元件等的电-机转换元件的驱动装置(直线 驱动器)。相机可以是搭载在便携式电话上的移动式相机。
例如，专利文献1 (日本特许第2633066号公报)公开了一种为了使透镜 架(被驱动部件)移动，将引导杆(驱动部件)粘接在压电元件的伸缩方向的 一端，将透镜架可移动地支撑在引导杆上，在引导杆和透镜架之间具有产生摩 擦力的板簧的驱动装置。在专利文献l中，以使伸长的速度和缩短的速度不同 的方式对压电元件施加电压。专利文献l具有镜筒位置检测器。镜筒位置检测 器由在镜筒的臂的下面配置的-字形的滑动接片和位于镜筒的移动路径的下 方且安装在静止部件上的固定检测板构成。
另外，专利文献2 (日本特许第3218851号公报)公开了一种具备压电 元件；与该压电元件结合并在压电元件的伸缩方向延伸的驱动轴(耐磨损性的 振动杆)；以及与该驱动轴摩擦结合的被驱动部件(变焦透镜镜筒)的驱动装 置。在该专利文献2中，对加到压电元件上的驱动信号进行了深入研究，并用 以驱动^皮驱动部件(变焦透镜镜筒)。专利文献2对位置^r测器丝毫未公开。
专利文献3 (日本特开平9-191665号公报)公开了 一种使用了不受构成部 件的弹性变形的影响的电-机转换元件的直线驱动机构。在专利文献3中，在 固定于固定镜筒的内筒中，在半径方向延伸的延长部的轴承上移动自如地支撑 有与光轴平行配置的驱动轴。将压电元件(电-机转换元件)配置在延长部和 作用部件之间并将其固定结合。作用部件的上半部分与驱动轴接触，作用部件 的下半部分装有利用弹簧加力的衬垫，作用部件及衬垫以适当的摩擦力与驱动 轴摩擦结合。当使压电元件产生速度不同的伸缩位移时，驱动轴借助于作用部
件位移，驱动轴与作为被驱动部件的透镜保持架一起实现伸出缩回。在专利文 献3所公开的直线驱动机构中，为检测透镜的移动距离而设有强磁性体薄膜磁 阻元件式位置传感器(以下，称为"MR传感器")。透镜的移动距离是透镜保
持架(与光轴平行配置的导向轴)的移动距离。将MR传感器的磁阻元件配置 在内筒上，并对导向轴以规定的间隔对N和S的磁极进行充磁而做成磁化杆。 即、专利文献3所公开的MR传感器与磁化杆和磁阻元件共同作用来检测透镜 保持架的移动距离。
专利文献4 (日本特开2006-113874号公报)公开了一种具有位置传感器 的压电驱动器。专利文献4公开的压电驱动器由以粘接等方法将一端固定在 固定部(静止部件)上的压电元件(电-机转换元件)；以粘接等方法固定在压 电元件的另 一端的圆杆状驱动部件(振动摩擦部)；以及在驱动部件上摩擦保 持的可动部件(移动部)构成。可动部件由在驱动部件上以摩擦力配合的摩擦 保持部、及保持连结在该摩擦保持部的透镜的透镜架构成。位置传感器由安装 在可动部件上的磁场产生部件和与该磁场产生部件面对地固定在固定部上的
磁场检测部件构成。作为磁场检测部件宜于使用霍尔元件或MR元件等。
另，专利文献5 (日本特开2003-185406号公报)公开了一种基于驱动 器的移动部件和固定电极之间的静电电容来检测移动部件的位置的非接触型 的位置检测装置。压电元件(电-机转换元件)的一端固定在框架上(静止部 件)，而在另一端固定有与移动部件(移动部)摩擦结合的驱动轴(振动摩擦 部)。以非接触状态与移动部件的移动方向平行地配置检测部件。检测部件在 与移动部件的相对面上构成电极，与移动部件隔着间隔而形成静电电容的电容 器。来自驱动电i 各的驱动^K冲施加到压电元件上的同时，还流过与移动部件以 静电电容耦合的电极，其电流由检测电踏4企测并输入到控制电路。当移动部件 在电极的上方移动时，由于电流与电极相应地增减，从而可根据电流检测出移 动部件的位置。
再有，专利文献6 (日本特开2005-147955号公报)公开了一种可以在整 个狭缝的宽度以上的范围检测遮光板的当前位置的位置检测装置。可通过光断 续器的间隙沿规定方向进行往复运动的遮光板遮蔽从发光体向受光体投射的 光。遮光板的朝向与规定方向正交的方向延伸的宽度产生变化。遮光板具有覆
盖光断续器的狭缝的遮光面积4艮据该遮光板的移动量成比例地增加的形状。
此外，虽然不是使用了电-机转换元件的驱动装置用的位置检测装置，但
在专利文献7 (日本特开平9-306122号公才艮)中公开了 一种;F兹记录再生装置用 位置检测装置。在该专利文献7所公开的位置检测装置中，将标度固定设置在 滑架侧，并将光断续器安装在靠近主架的基板上。在标度上设有沿规定的半径 方向以规定间隔错开的狹缝。光断续器包括设置在与狭缝对应的位置上的发光 部和受光部。这种使用具备光断续器等光学的位置检测元件和狭缝等位置信息 部的位置检测装置来检测位置的方法，称之为编码方式。
在专利文献l已公开的镜筒位置检测器上存在的问题是，由于使-字形的 滑动接片与固定检测板滑动接触，因而导致其滑动接触部磨损。
如专利文献3和专利文献4那样的使用霍尔元件或MR元件(MR传感器) 作为检测元件的方法，由于有必要在移动部或固定部安装带磁性的磁性体，因 而在实现小型化及降低成本方面是不利的。
专利文献5公开的是基于移动部件和固定电极间的静电电容来检测移动 部件的位置的非接触型的位置检测装置。在专利文献5存在的问题是，由于有 必要使电流总是流过电极，因而浪费电力。再有，移动部件必须由导电性材料 构成，因而还存在对材料的选择受到限制之类的问题。
专利文献6仅仅公开了位置检测装置，对于将其应用到驱动装置中的场合 如何配置丝毫未公开，也无任何启示性的记载。
在专利文献7所公开的编码方式的位置检测装置中，位置检测精度由所使 用的光学的位置检测元件的分辨率和位置信息部的可加工的尺寸决定。另一方 面，在移动相机用的驱动装置中，需要数^im 十数pm的位置调节精度。因此， 在搭载在移动相机上的驱动装置中，为了用编码方式的位置^r测装置进行位置 检测，需要以数jjm的间隔在标度上加工狭缝等。然而，这种加工极其困难， 不太现实。

发明内容
本发明的任务在于提供一种廉价而又能小型化并提高了检测精度的位置 检测装置及具备位置>^测装置的驱动装置。
本发明的其它目的将随着说明的进行更加清楚。
根据本发明的第一方案，可得到驱动装置20,其具备可动部42,向规 定的方向Z驱动该可动部的驱动部44，覆盖可动部及驱动部的箱体30，以及 检测可动部的位置的位置检测装置50;驱动部44由向规定的方向Z伸缩，并 具有在伸缩方向〗皮此相对的一对端部的电-机转换元件441和安装于该电-机转 换元件的一对端部的一方的振动摩擦部443构成；可动部42具备在可向振动 摩擦部443的振动方向移动的状态下与振动摩擦部443摩擦结合的移动部 423;驱动部44利用电4几转纟奐元件441的伸缩方向的振动而驱动移动部423; 其特征是，位置检测装置50包括彼此相对配置的光学的位置检测元件51和位 置信息部52，光学的位置检测元件及位置信息部的一方安装在可动部上，光 学的位置检测元件及位置信息部的另一方安装在箱体的内壁上；位置信息部 52具有在可动部42向,见定的方向Z移动时，高光效率部和低光效率部交替地 重复的双值图案；位置检测装置50具有通过对从光学的位置检测元件51 得到的脉沖信号进行计数而检测可动部42的大致位置，并输出表示该大致位 置的大致位置信息的大致位置检测部53;通过从由该大致位置检测部进行大 致位置检测的时刻起，对在电-机转换元件441上所施加的驱动脉冲的脉冲数 进行计数而一全测可动部42的详细位置，并输出表示该详细位置的详细位置信 息的详细位置检测部54;以及合计大致位置信息和详细位置信息而求出可动 部42的当前位置的合计单元55。
在根据上述本发明的第一方案的驱动装置中，高光效率部和低光效率部的 光效率之差可以是由形成于位置信息部52的双值图案的透射率之差、反射率 之差、或距离之差所产生的差。光学的位置检测元件可以由光断续器51构成。 光断续器可以由检测被位置信息部52反射的光的反射型光断续器51构成，或 者也可以由检测透过位置信息部的光的透射型光断续器构成。
根据本发明的第二方案，可得到用于具备可动部42，向规定的方向Z 驱动该可动部的驱动部44,以及覆盖可动部及驱动部的箱体30的驱动装置20, 并检测可动部的位置的位置4全测装置50;其特征是，驱动部44由向规定的方 向Z伸缩，并具有在伸缩方向彼此相对的一对端部的电-机转换元件441和安 装于该电-机转换元件的一对端部的一方的振动摩擦部443构成；可动部42具 备在可向振动摩擦部的振动方向上移动的状态下与振动摩擦部摩擦结合的移
动部423;驱动部44利用电-机转换元件441的伸缩方向的振动而驱动移动部 423;位置检测装置50包括彼此相对配置的光学的位置检测元件51和位置信 息部52,光学的位置检测元件及位置信息部的一方安装在可动部上，光学的 位置检测元件及位置信息部的另一方安装在箱体的内壁上；位置信息部52具 有在可动部42向规定的方向Z移动时，高光效率部和低光效率部交替地重复 的双值图案；位置检测装置50具有通过对从光学的位置检测元件51得到的 脉冲信号进行计数而检测可动部42的大致位置，并输出表示该大致位置的大 致位置信息的大致位置检测部53;通过从由该大致位置检测部进行大致位置 检测的时刻起，对在电-机转换元件441上所施加的驱动脉冲的脉冲数进行计 数而检测可动部42的详细位置，并输出表示该详细位置的详细位置信息的详 细位置检测部54;以及合计大致位置信息和详细位置信息而求出可动部42的 当前位置的合计单元55。
在根据上述本发明的第二方案的位置检测装置中，高光效率部和低光效率 部的光效率之差可以是由形成于位置信息部52的双值图案的透射率之差、反 射率之差、或距离之差所产生的差。光学的位置^f企测元件可以由光断续器51 构成。光断续器既可以由检测被位置信息部52反射的光的反射型光断续器51 构成，或者也可以由^f企测透过位置信息部的光的透射型光断续器构成。
另外，上述附加的标号是为了便于理解而附加的，只不过是一个例子，本 发明当然不受此限制。
本发明中，由于位置信息部具有在可动部向MJ定的方向移动时，高光效率 部和低光效率部交替地重复的双值图案，位置检测装置具有通过对从光学的 位置检测元件得到的脉冲信号进行计数而检测可动部的大致位置的大致位置 检测部；通过从由该大致位置检测部进行大致位置检测的时刻起，对在电-机 转换元件上所施加的驱动脉沖的脉冲数进行计凄史而一全测可动部的详细位置的 详细位置检测部；以及合计表示大致位置的大致位置信息和表示详细位置的详 细位置信息而求出可动部的当前位置的合计单元，因此，能提供一种廉价且可 实现小型化、提高了检测精度的位置检测装置。


图1是采用本发明的位置检测装置的驱动装置的局部剖立体图。
图2是图1所示的驱动装置的剖视图。
图3是表示图1的驱动装置的内部所设的自动调焦透镜驱动单元的外观立 体图。
图4是将图3所示的自动调焦透镜驱动单元的透镜驱动部与杆状的移动轴
一起表示的立体图。
图5是用于说明供给层叠压电元件的电流与层叠压电元件中产生的位移 的波形图。
图6是表示本发明的一个实施方式的位置检测装置的位置检测部的简图。 图7是表示本发明的一个实施方式的位置检测装置的方框图。 图中20-驱动装置(振动驱动器)，30-外壳(箱体)，32-上侧盖，34-下 侧底座，40-自动调焦透4竟驱动单元，42-透4竟可动部，421-透4竟保持架，422-可动4竟筒，4221-延伸部，4221a-通孔，4222-延伸部，4222a-嵌合孔，4234干状 的移动部(移动轴)，44-透镜驱动部，441-层叠压电元件(电-机转换元件)， 441a-第一端部(下端部),441b-第二端部(上端部),442-静止部件(锤)，443-振动摩擦部，443a-断面为V字形的槽;443b-槽,444-弹簧，445-V字形构造 的衬垫，445a-断面为V字形的槽，50-位置检测装置，51-光学的位置检测元 件(反射型光断续器)，52-位置信息部，53-大步进计数器(大致位置检测部)， 54-小步进脉冲数计数器(详细位置检测部)，55-大/小步进合计单元，60-控制 电路，62-驱动电路，O-透镜的光轴，AFL-自动调焦透镜。
具体实施例方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。
参照图1-图4,对采用本发明的位置检测装置的驱动装置20进行说明。 图l是驱动装置20的局部剖立体图。图2是图1所示的驱动装置20的剖视图。 图3是表示图1的驱动装置20的内部所设的自动调焦透镜驱动单元40的外观 立体图。图4是将图3所示的自动调焦透镜驱动单元40的透镜驱动部44与杆 状的移动轴423 —起表示的立体图。此外，驱动装置20也称为振动驱动器。
这里，如图1至图4所示，使用直角坐标系(X、 Y、 Z)。在图1至图4 所示的状态下，在直角坐标系(X、 Y、 Z)中，X轴为前后方向(进深方向)， Y轴为左右方向(宽度方向)，Z轴为上下方向(高度方向)。并且，在图l至
图4所示的例子中，上下方向Z是透镜的光轴O的方向。
如图1所示，驱动装置20用大致长方体形状的箱体(外壳)30覆盖。在 该箱体(外壳)30内配置后述的自动调焦透镜驱动单元40 (参照图3 )。箱体 (外壳)30包括杯状的上侧盖32和下侧底座34。在箱体30的下侧底座34 上搭载静止部件U垂)442 (后述)。上侧盖32的上面具有以透镜的光轴O为 中心轴的圆筒部32a。
另一方面，虽未图示，但在下侧底座34的中央部搭载有配置在基板上的 摄像元件。该摄像元件对由可动透镜(后述)成像了的被摄物体像进行摄像并 转换成电信号。摄像元件由例如CCD ( charge coupled device )型图像传感器、 CMOS ( complementary metal oxide semiconductor)型图像传感器等构成。
在箱体(外壳)30内，在左进深侧设有导向轴36。该导向轴36与透镜光 轴O平行地延伸。导向轴36竖立地i殳置在箱体30的下侧底座34上。夹着该 透镜的光轴O,在与导向轴36相反的一侧即右跟前侧设有将于后详述的杆状 的移动部(移动轴)423。即，导向轴36和移动轴423配置在绕透镜的光轴O 旋转对称的位置。
如图3所示，自动调焦透#;驱动单元40由透4竟可动部42和透#;驱动部
44构成。透镜可动部42包括保持可动透镜即自动调焦透镜AFL的透镜保持 架421。透镜保持架421固定在大致圓筒状的可动镜筒422的内部。可动镜筒 422具有在左进深侧沿半径方向外侧延伸的一对延伸部4221(但在图3中仅图 示了上侧)。这一对延伸部4221具有上述导向轴36贯通的通孔4221a。另外， 可动镜筒422在右跟前侧具有沿半径方向外侧延伸的一对延伸部4222。这一 对延伸部4222具有杆状的移动轴423贯通并与其嵌合的嵌合孔4222a。采用 这种结构，透镜可动部42则可相对箱体30只在透4竟的光轴O方向移动。
透镜驱动部44在将透镜可动部42在透镜的光轴O方向上可滑动地支撑 的同时，如后述那样驱动透镜可动部42。
除图3外还参照图4，对自动调焦透镜驱动单元40的透镜驱动部44进行 说明。
透镜驱动部44具有作为电-机转换元件工作的层叠压电元件441、静止部 件(锤)442和振动摩擦部443。层叠压电元件441沿透镜的光轴O方向(上
下方向Z)伸缩。层叠压电元件441具有将多个压电层沿透镜的光轴O方向进
行了层叠的构造。如图2所示，层叠压电元件441具有在伸缩方向彼此相对的 第一端部(下端部)441a和第二端部(上端部)441b。静止部件(锤)442用 粘接剂等结合在层叠压电元件441的第一端部(下端部)441a上。振动摩擦 部443用粘接剂等安装在层叠压电元件441的第二端部(上端部)441b上。 在图示的例子中，虽然振动摩#^部443与层叠压电元件441的第二端部441b 直接结合，但在振动摩擦部443与层叠压电元件441的第二端部441b之间也 可以介入一些部件。层叠压电元件441和静止部件442的组合称为压电单元。
杆状的移动轴423与该振动摩擦部443摩擦结合。如图4所示，在振动摩 擦部443,在该振动摩擦部443与杆状的移动轴423之间的摩擦结合部形成有 断面为V字形的槽443a。
透镜驱动部44具有将杆状的移动轴423对振动摩擦部443进行推压(加 力)用的弹簧444。即、弹簧444固定在振动摩^^部443上并作为产生用于推 压移动部423的推压力的加力构件发挥作用。在弹簧444和杆状的移动轴423 之间夹着V字形构造的衬垫445。衬垫445与振动摩擦部443相对配置而使移 动部423夹在其间。与振动摩〗察部443同样，村垫445也在该衬垫445与杆状 的移动轴423之间的接触部上形成有V字形的槽445a。振动摩擦部443设有 用于保持弹簧444的槽443b。弹簧444其一端部通过该槽443b卡合在振动摩 擦部443上，而其另一端部向移动部423 —侧延伸。由此，由弹簧444将振动 摩擦部443和衬垫445向杆状的移动轴423进行挤压。其结果，杆状的移动轴 423能与振动摩擦部443稳定地摩擦结合。
如图3所示，透镜驱动部44和透镜移动部42相对于透镜的光轴O并排 配置。因此，可以使自动调焦透镜单元40实现低高度化。其结果，也可以使 驱动装置20实现低高度化。
下面，说明层叠压电元件441。层叠压电元件441做成长方体形状，其元 件尺寸为0.9[mm]x0.9[mm]xl.5[mm]。作为压电材料使用PZT之类的低Qm材 料。通过将50层厚度为20[(im]的压电材料和厚度为2[)im]的内部电极交替层 叠成梳子形状而制成层叠压电元件441。并且，层叠压电元件441的有效内部 电极尺寸为0.6[mm]x0.6[mm]。换言之，在位于层叠压电元件441的有效内部
电极外侧的周边部分存在宽度为0.15[mm]的环状的不灵敏部分(间隙)。
下面，参照图5说明向层叠压电元件441供给的电流和在层叠压电元件 441中产生的位移。此外，图5是与上述专利文献2的图5所示的图相同的图。 图5 (A)和5 (B)分别表示利用驱动电路(未图示)向层叠压电元件441供 给的电流的变化和层叠压电元件441的位移。
如图5 (A)所示，在层叠压电元件441中交替地接通大电流(正方向) 和规定的一定电流(负方向)。在这种状况下，如图5 (B)所示，层叠压电元 件441则交替地产生与大电流(正方向)对应的急剧的位移(伸长)和与一定 电流(负方向)对应的稳定的位移(缩短)。
即、对层叠压电元件441施加矩形波电流(图5 (A)),而对层叠压电元 件441使其产生锯齿波状的位移(伸缩)(图5 (B))。
下面，除图5外还参照图3，说明自动调焦透4竟驱动单元40的动作。首 先，说明使透4竟可动部42沿上下方向Z向下方移动时的动作。
首先，如图5 (A)所示，当正向大电流流过层叠压电元件441时，如图 5(B)所示，层叠压电元件441产生急剧地厚度方向伸长的位移。其结果， 振动摩擦部443沿透镜的光轴O方向(上下方向Z)急剧地向上方移动。这时， 透镜可动部42因其惯性力而克服振动摩擦部443和杆状的移动轴423之间的 摩擦力，从而实质上停留在其位置，因此，不移动。
随后，如图5 (A)所示，当负方向的一定电流流过层叠压电元件441时， 层叠压电元件441缓慢地产生厚度方向缩短的位移。其结果，振动摩擦部443 沿透镜的光轴O方向(上下方向Z)向下方緩慢地移动。这时，由于振动摩擦 部443和杆状的移动轴423利用在它们之间的接触面上产生的摩擦力而结合， 因而，透镜可动部42实质上与振动摩擦部443 —起沿透镜的光轴0方向(上 下方向Z)向下方移动。
这样，通过在层叠压电元件441中交替地接通正方向的大电流和负方向的 规定的一定电流以使层叠压电元件441交替地产生伸长位移和缩短位移，从而 可以使透镜保持架421 (透镜可动部42 )沿透镜光轴O方向(上下方向Z)连 续地向下方移动。
为了使透镜可动部42沿透镜光轴0方向(上下方向Z)向上方移动，可
以通过与上述相反地-使负方向的大电流和正方向的^见定的 一定电流交替地流 过层叠压电元件441来实现。
总之，通过在层叠压电元件441上施加特定的波形而使层叠压电元件441 伸缩，振动摩擦部443向层叠压电元件441的位移方向振动。振动摩擦部443 和移动部423利用摩擦配合，通过在层叠压电元件441上施加的特定的波形的 形状来控制(限定)移动部423的移动方向和移动速度。因此，移动部423 的移动距离由重复该所施加的特定波形的脉冲数的总和来决定。在层叠压电元 件441上所施加的特定的波形是例如锯齿状波或占空比为30%左右的矩形波。 通过使这些特定的波形反相，可使移动部423从上方向(正方向)向下方向(反 方向)移动。
这样，通过对施加到层叠压电元件441上的特定波形的驱动脉冲的脉冲数 进行计数，可检测透镜可动部42的位置(移动距离)。这里，将该方法称为脉 冲计数法。该脉冲计凄t法通常具有数nm 数十nm的分辨率。即、由一个脉冲 所驱动的移动部423的移动距离为数nm 数十nm。因此，脉冲计数法在移动 部423的移动距离较短的状况下检测透镜可动部42的位置时是有利的。
然而，该脉冲计数法在移动部423的移动距离较长的状况下检测透镜可动 部42的位置时存在如下所述的缺点。即，移动部423的移动距离越长，则从 振动摩擦部443和移动部423之间的摩擦力的偏差越容易产生检测误差。另夕卜， 在使移动部423移动时，产生往返的滞后现象。换言之，即便将相同脉冲数的 特定波形的驱动脉冲施加到层叠压电元件441上，移动部423的移动距离在上 方向(往)和下方向(返)也不同。因此，脉冲计数法必须总是使透镜可动部 42 (移动部423)从基准位置向一个方向移动并进行计数。因此，移动部423 的从基准位置的移动量越大，透镜可动部42的位置检测就越花费时间。
此外，这种脉冲计数法可通过基于基准位置的探测而归零，并对施加到层 叠压电元件441上的驱动脉冲的脉冲数进行计数的计数器来实现。
于是，在本发明中，通过将上述的编码方式与该脉冲计数法组合，从而发 挥两个方法的优点来检测透镜可动部42的位置。
下面，参照图6及图7说明本发明的一个实施方式的位置检测装置50。 图6是表示位置检测装置50的位置检测部的简图。图7是表示位置检测装置50的方框图。
首先，参照图6说明位置检测装置50的位置检测部。图示的位置检测装 置50的位置检测部用于检测透镜可动部42的位置，具有光学的位置检测元件 51和位置信息部52。图示的例子中，光学的位置检测元件51设置在箱体30 的上侧盖32的外周侧壁的内壁上；位置信息部52安装在透镜可动部42的可 动镜筒422的外周壁上。光学的位置检测元件51和位置信息部52在它们之间 留出空间4皮此相对地配置。
此外，在图示的例子中，虽然位置信息部52安装在透镜可动部42上，光 学的位置检测元件51安装在箱体30上，但也可以将位置信息部52安装在箱 体30上，而将光学的位置检测元件51安装在透镜可动部42上。
图示的光学的位置检测元件51由反射型光断续器构成。如在该技术领域 众所周知的那样，反射型光断续器由向位置信息部52出射光的发光体和接收 由位置信息部52反射的光的受光体构成。发光体由例如发光二极管(LED) 构成。受光体由例如光电二极管构成。
另外，在图示的例子中，光学的位置检测元件51虽由反射型光断续器构 成，但也可以由透射型光断续器构成。
位置信息部52具有在透镜可动部42沿透镜光轴O方向(上下方向Z)移 动时，高光效率部和低光效率部交替地重复的双值图案。
此外，为使由光学的位置检测元件51检测的光量变化，作为位置信息部 52的高光效率部和低光效率部可以采用例如下面所述的方法。1)利用缝隙之 类的形状使透射率变化；2)利用明暗的条紋使反射率变化；3)利用形状的凹 凸使到光学的位置检测元件51的距离变化；4)将这些1) 3 )进行复合；5) 使高光效率部分和低光效率部分的面积比变化。
下面，参照图7进一步说明位置检测装置50的结构。
光学的位置才企测元件51朝向安装在驱动装置(振动驱动器)20上的位置 信息部52照射位置检测元件照射光。而且，光学的位置检测元件51接收从位 置信息部52反射的位置检测元件返回光。而且，光学的位置检测元件51输出 作为位置检测元件输出的脉冲信号。
图示的位置检测装置50具有大步进计数器53、小步进脉冲数计数器54
和大/小步进合计单元55。
大步进计数器53对从光学的位置检测元件51得到的脉冲信号进行计数。 该大步进计数器53的计数值表示透镜可动部42的大致位置。因此，大步进计 数器53通过对从光学的位置检测元件51得到的脉冲信号进行计数而作为检测 可动部42的大致位置的大致位置检测部工作。大步进计数器53将表示大致位 置的大致位置信息作为大步进信息输出。
小步进脉冲数计数器54对从控制电路60向驱动电路62供给的驱动脉冲 的脉冲数进行计数。此外，驱动电路62响应该驱动脉冲而使驱动电流如图5 (A)所示那样流向振动驱动器20的电-机转换元件(层叠压电元件)441。小 步进脉冲数计数器54响应后述的从大/小步进合计单元55供给的计数器复位 信号而复位。因此，小步进脉冲数计数器54的计数值表示透镜可动部42的详 细位置。总之，小步进脉沖数计数器54由于从由大致位置检测部53进行了大 致位置检测的时刻起，对在电-机转换元件441上所施加的驱动脉冲的脉冲数 进行计数，因此，作为检测可动部42的详细位置的详细位置检测部工作。小 步进脉冲数计数器54将表示详细位置的详细位置信息作为小步进信息输出。
大/小步进合计单元55合计大步进信息(大致位置信息)和小步进信息(详 细位置信息)而求出透镜可动部42的当前位置。大/小步进合计单元55在从 大步进计数器53供给的大步进信息(大致位置信息)变化的时刻将上述计数 器复位信号同步向小步进脉冲数计数器54供给。大/小步进合计单元55将表 示透镜可动部42的当前位置的位置信息向控制电路60输出。
控制电路60根据该位置信息将驱动脉冲向驱动电路62供给。
因此，图7所示的位置检测装置50即便在透镜可动部42的移动量较大的 情况下，也能高精度地检测透镜可动部42的位置。
总之，涉及本实施方式的位置检测装置50，通过将上述脉冲计数法和上 述的编码方式进行组合，从而发挥两个方法的优点来检测透镜可动部42的当 前位置。
以上，虽然通过其优选实施方式对本发明进行了说明，但很清楚，在不超 出本发明的精神的范围内，本行业的技术人员可对本发明进行种种变形。例如， 采用本发明的位置检测装置的驱动装置不限于上述实施方式的驱动装置，例
如，也能适用于如上所述专利文献1 5所公开的驱动装置，对此只要是本行业 的技术人员就能很容易地理解。再有，理所当然，本发明不限定于相机用的驱 动装置，也可应用于各种驱动装置。
权利要求
1.一种驱动装置，具备可动部，向规定的方向驱动该可动部的驱动部，覆盖上述可动部及上述驱动部的箱体，以及检测上述可动部的位置的位置检测装置；上述驱动部由向上述规定的方向伸缩，并具有在伸缩方向彼此相对的一对端部的电-机转换元件和安装于该电-机转换元件的上述一对端部的一方的振动摩擦部构成；上述可动部具备在可向上述振动摩擦部的振动方向上移动的状态下与上述振动摩擦部摩擦结合的移动部；上述驱动部利用上述电-机转换元件的伸缩方向的振动而驱动上述移动部；其特征在于，上述位置检测装置包括彼此相对配置的光学的位置检测元件和位置信息部，上述光学的位置检测元件及上述位置信息部的一方安装在上述可动部上，上述光学的位置检测元件及上述位置信息部的另一方安装在上述箱体的内壁上；上述位置信息部具有在上述可动部向上述规定的方向移动时，高光效率部和低光效率部交替地重复的双值图案，上述位置检测装置具有通过对从上述光学的位置检测元件得到的脉冲信号进行计数，从而检测上述可动部的大致位置，并输出表示该大致位置的大致位置信息的大致位置检测部；通过从由该大致位置检测部进行大致位置检测的时刻起，对在上述电-机转换元件上所施加的驱动脉冲的脉冲数进行计数，从而检测上述可动部的详细位置，并输出表示该详细位置的详细位置信息的详细位置检测部；以及合计上述大致位置信息和上述详细位置信息而求出上述可动部的当前位置的合计单元。
2. 根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于， 上述高光效率部和上述低光效率部的光效率之差，由形成于上述位置信息 部的双值图案的透射率之差、反射率之差、或距离之差产生。
3. 根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于， 上述光学的位置检测元件由光断续器构成。
4. 根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，上述光断续器由检测被上述位置信息部反射的光的反射型光断续器构成。
5. 根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于， 上述光断续器由检测透过上述位置信息部的光的透射型光断续器构成。
6. —种位置检测装置，用于具备可动部，向规定的方向驱动该可动部 的驱动部，以及覆盖上述可动部及上述驱动部的箱体的驱动装置，并检测上述 可动部的位置；其特征在于，上述驱动部由向规定的方向伸缩，并具有在伸缩方向彼此相对的 一对端部 的电-机转换元件和安装于该电-机转换元件的上述一对端部的一方的振动摩 擦部构成；上述可动部具备在可向上述振动摩擦部的振动方向上移动的状态下与上 述振动摩擦部摩擦结合的移动部；上述驱动部利用上述电-机转换元件的伸缩方向的振动而驱动上述移动部；上述位置检测装置包括彼此相对配置的光学的位置检测元件和位置信息 部，上述光学的位置检测元件及上述位置信息部的一方安装在上述可动部上， 上述光学的位置检测元件及上述位置信息部的另一方安装在上述箱体的内壁上；上述位置信息部具有在上述可动部向上述M^定的方向移动时，高光效率部 和低光效率部交替地重复的双值图案； 上述位置4企测装置具有通过对从上述光学的位置检测元件得到的脉冲信号进行计数，从而检测上 述可动部的大致位置，并输出表示该大致位置的大致位置信息的大致位置检测 部；通过从由该大致位置检测部进行大致位置检测的时刻起，对在上述电-机 转换元件上所施加的驱动脉冲的脉冲数进行计数，从而检测上述可动部的详细 位置，并输出表示该详细位置的详细位置信息的详细位置检测部；以及合计上述大致位置信息和上述详细位置信息而求出上述可动部的当前位 置的合计单元。
7. 根据权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，上述高光效率部和上述低光效率部的光效率之差，由形成于上述位置信息 部的双值图案的透射率之差、反射率之差、或距离之差产生。
8. 根据权利要求6或7所述的位置检测装置，其特征在于， 上述光学的位置^f企测元件由光断续器构成。
9. 根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，上述光断续器由检测被上述位置信息部反射的光的反射型光断续器构成。
10. 根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于， 上述光断续器由检测透过上述位置信息部的光的透射型光断续器构成。
全文摘要
本发明涉及驱动装置及其所使用的位置检测装置，提供一种廉价而又能小型化并提高了检测精度的位置检测装置。位置检测装置由彼此相对配置的光学的位置检测元件和位置信息部构成。位置信息部具有在可动部向规定的方向移动时，高光效率部和低光效率部交替地重复的双值图案。位置检测装置具有通过对从光学的位置检测元件得到的脉冲信号进行计数而检测可动部的大致位置的大致位置检测部；通过从由该大致位置检测部进行大致位置检测的时刻起，对在电-机转换元件上所施加的驱动脉冲的脉冲数进行计数而检测可动部的详细位置的详细位置检测部；以及合计表示大致位置的大致位置信息和表示详细位置的详细位置信息而求出可动部的当前位置的合计单元。
文档编号G02B7/04GK101354470SQ20081014422
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月26日
发明者山田司, 田中丰树 申请人:三美电机株式会社