JP5609238B2 - Optical structure, portable terminal, and lens position detection method - Google Patents

Description

本発明は、光学構造、携帯端末、及び、レンズの位置検出方法に関する。 The present invention relates to an optical chemical structure, the portable terminal, and a position detection method of the lens.

近年、携帯電話などの小型の電子機器において、オートフォーカス機能又はズーミング機能を実現するために、レンズの移動に圧電素子が使用されている。圧電素子は、内部に誘電分極を生じており、振動や圧力などの外力が加わると電圧を発生するものである。   In recent years, a piezoelectric element is used for moving a lens in a small electronic device such as a mobile phone in order to realize an autofocus function or a zooming function. The piezoelectric element generates dielectric polarization inside, and generates a voltage when an external force such as vibration or pressure is applied.

このような電子機器においては、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、オートフォーカス機能又はズーミング機能を実現するに際し、目標位置であるフォーカス（焦点）位置（ＪＰ）まで移動させるため、一旦レンズ１４をメカ端まで移動させ、圧電素子１８を所定の時間、振動させている。ここで、「メカ端」とは、図１２を参照して、レンズ１４が鏡筒１５内で後方側（イメージセンサ１１側）に移動可能な限界位置をいう。また、それとは逆に、「マクロ端」とは、レンズ１４がマクロ側でピントが合う方向、つまり、レンズ１４が鏡筒１５内で前方側（開口１５ａ側）に移動可能な限界位置をいう。また、図１２（ｂ）における「１０ｃｍ」とは、携帯電話機などに搭載される小型カメラのマクロ撮影範囲の一般的な最小値である。   In such an electronic device, as shown in FIGS. 12A and 12B, when the autofocus function or the zooming function is realized, the electronic apparatus is moved to the focus (focus) position (JP) as a target position. Once the lens 14 is moved to the mechanical end, the piezoelectric element 18 is vibrated for a predetermined time. Here, the “mechanical end” refers to a limit position where the lens 14 can move rearward (image sensor 11 side) in the lens barrel 15 with reference to FIG. 12. On the other hand, the “macro end” refers to a limit position where the lens 14 is in focus on the macro side, that is, the limit position where the lens 14 can move forward (opening 15a side) in the lens barrel 15. . In addition, “10 cm” in FIG. 12B is a general minimum value of the macro shooting range of a small camera mounted on a mobile phone or the like.

この位置制御によれば、常時レンズ１４をメカ端に移動させてからレンズ１４の位置制御を行っている。このため、前回の位置制御によって目標位置又はその近傍にレンズが位置していたとしても、再度メカ端からレンズ１４を移動させる必要があるので、レンズの位置制御の効率が良くない。   According to this position control, the position of the lens 14 is controlled after the lens 14 is constantly moved to the mechanical end. For this reason, even if the lens is positioned at or near the target position by the previous position control, it is necessary to move the lens 14 again from the mechanical end, so the lens position control is not efficient.

これに対し、レンズの移動に圧電素子を使用するとともに、レンズに固定されたＭＲ（Magneto-Resistive）素子と、レンズの移動方向に沿って、Ｎ／Ｓ極が交互に配置された複数の永久磁石とを用いて、レンズの位置を検出する電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。   On the other hand, a piezoelectric element is used for moving the lens, and a plurality of permanent (MR) elements fixed to the lens and a plurality of permanent N / S poles arranged alternately along the moving direction of the lens. An electronic device that detects the position of a lens using a magnet is known (for example, see Patent Document 1).

この技術によれば、電子機器の制御部は、レンズの位置を知ることができるので、当該位置情報に基づいてレンズの位置制御を効率化することができる。即ち、新たにメカ端にレンズを復帰させることなく、現在のレンズの位置からＪＰまでレンズの移動をさせれば済むようになり、レンズの位置制御の効率が向上する。   According to this technique, since the control unit of the electronic device can know the position of the lens, the position control of the lens can be made efficient based on the position information. That is, it is only necessary to move the lens from the current lens position to JP without returning the lens to the mechanical end, thereby improving the efficiency of lens position control.

特開平９−４３４７９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-43479

しかしながら、この技術では、圧電素子及びそのドライバの他、レンズの位置検出のため、ＭＲ素子及びそのドライバ、複数の永久磁石などの余分な部品を必要としている。このため、近年ますます小型化、薄型化、省コスト化が求められている携帯電話などの小型の通信機器に適用することが困難であるという問題がある。   However, in this technique, in addition to the piezoelectric element and its driver, extra components such as an MR element and its driver and a plurality of permanent magnets are required for detecting the position of the lens. For this reason, there is a problem that it is difficult to apply to a small communication device such as a mobile phone, which is increasingly required to be smaller, thinner and cost-saving in recent years.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電子機器の小型化、薄型化、省コスト化に対応するとともに、レンズの位置制御が効率的に行える光学構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical structure capable of efficiently controlling the position of a lens while responding to downsizing, thinning, and cost saving of electronic devices. And

本発明の光学構造は、レンズを光軸方向に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現する光学構造であって、
前記レンズを支持するレンズマウントに摩擦係合し、前記レンズマウントを前記光軸方向に移動させるための案内部材と、
外部から入力された電気信号を振動信号に変換するとともに、外部から受信した振動信号を電気信号に変換するアクチュエータ素子と、
前記アクチュエータ素子に第１及び第２電気信号を入力し、当該アクチュエータ素子から、それぞれ、第１及び第２振動信号を送信させるとともに、前記アクチュエータ素子から外部からの振動信号に基づく電気信号を受け取る制御部と、を備え、
前記アクチュエータ素子は、前記制御部からの前記第１電気信号に基づき、前記第１振動信号を前記案内部材に送信し、前記レンズを前記レンズマウントと共に前記案内部材に沿って前記光軸方向に移動させるとともに、前記制御部からの前記第２電気信号に基づき、前記第２振動信号を前記案内部材に送信し、
前記制御部は、前記第２電気信号と、前記第２振動信号が前記レンズマウントで反射して生じた第３振動信号である反射波信号が前記アクチュエータ素子で変換された第３電気信号と、に基づいて、前記光軸方向における前記レンズの位置を検出するとともに、前記アクチュエータ素子に前記第１電気信号を入力し、前記検出したレンズの位置から目標とするレンズの位置に前記レンズを移動させ、
前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号の振動方向が、該振動を生じさせるために当該アクチュエータ素子内の電極間で形成される電界の方向と略直交するものであり、
前記アクチュエータ素子は、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群と、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群と、を備えており、
前記アクチュエータ素子は、ＰＺＴ系セラミックス、圧電単結晶、及び高分子樹脂・セラミックス複合材料からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる圧電素子であり、
前記圧電素子内の駆動信号用電極端子群と反射波信号用電極端子群とは、当該圧電素子の分極方向と略直交する方向に配設されている、
ことを特徴とする。 The optical structure of the present invention is an optical structure that realizes a focus function or a zooming function by moving a lens in the optical axis direction,
A frictional engagement with a lens mount that supports the lens, and a guide member for moving the lens mount in the optical axis direction;
An actuator element that converts an electric signal input from the outside into a vibration signal, and converts a vibration signal received from the outside into an electric signal;
Control for inputting first and second electric signals to the actuator element, causing the actuator element to transmit first and second vibration signals, respectively, and receiving an electric signal based on an external vibration signal from the actuator element. And comprising
The actuator element transmits the first vibration signal to the guide member based on the first electric signal from the control unit, and moves the lens along the guide member in the optical axis direction together with the lens mount. And based on the second electric signal from the control unit, the second vibration signal is transmitted to the guide member,
The control unit includes the second electric signal, a third electric signal obtained by converting a reflected wave signal, which is a third vibration signal generated by reflecting the second vibration signal by the lens mount, by the actuator element, And detecting the position of the lens in the optical axis direction and inputting the first electric signal to the actuator element to move the lens from the detected lens position to a target lens position. Let
In the actuator element, the vibration direction of the first vibration signal is substantially orthogonal to the direction of the electric field formed between the electrodes in the actuator element in order to cause the vibration.
The actuator element outputs a drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electrical signals corresponding to the first and second vibration signals, and a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal. And a reflected wave signal electrode terminal group to be used,
The actuator element is a piezoelectric element made of at least one material selected from the group consisting of PZT ceramics, piezoelectric single crystals, and polymer resin / ceramic composite materials,
The drive signal electrode terminal group and the reflected wave signal electrode terminal group in the piezoelectric element are disposed in a direction substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric element.
It is characterized by that.

本発明の携帯端末は、レンズを所定位置に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現するカメラ装置が搭載された携帯端末であって、
前記カメラ装置は、前記フォーカス機能又はズーミング機能を実現するべく前記光学構造を備えている、ことを特徴とする。 The mobile terminal of the present invention is a mobile terminal equipped with a camera device that realizes a focus function or a zooming function by moving a lens to a predetermined position,
The camera device includes the optical structure for realizing the focus function or the zooming function.

本発明のレンズの位置検出方法は、レンズを光軸方向に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現する光学構造に使用される方法であって、
前記光学構造は、前記レンズを支持するレンズマウントに摩擦係合し、前記レンズマウントを前記光軸方向に移動させるための案内部材と、
外部から入力された電気信号を振動信号に変換するとともに、外部から受信した振動信号を電気信号に変換するアクチュエータ素子と、
アクチュエータ素子に第１及び第２電気信号を入力し、当該アクチュエータ素子から、それぞれ、第１及び第２振動信号を送信させるとともに、前記アクチュエータ素子から外部からの振動信号に基づく電気信号を受け取るステップと、
前記アクチュエータ素子が、前記第１電気信号に基づき、前記第１振動信号を前記案内部材に送信し、前記レンズを前記レンズマウントと共に前記案内部材に沿って前記光軸方向に移動させるとともに、前記第２電気信号に基づき、前記第２振動信号を前記案内部材に送信するステップと、
前記第２電気信号と、前記第２振動信号が前記レンズマウントで反射して生じた第３振動信号である反射波信号が前記アクチュエータ素子で変換された第３電気信号との時間差に基づいて、前記光軸方向における前記レンズの位置を検出するとともに、前記アクチュエータ素子に前記第１電気信号を入力し、前記検出したレンズの位置から目標とするレンズの位置に前記レンズを移動させるステップと、を備え、
前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号の振動方向が、該振動を生じさせるために当該アクチュエータ素子内の電極間で形成される電界の方向と略直交するものであり、
前記アクチュエータ素子は、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群と、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群と、を備えており、
前記アクチュエータ素子は、ＰＺＴ系セラミックス、圧電単結晶、及び高分子樹脂・セラミックス複合材料からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる圧電素子であり、
前記圧電素子内の駆動信号用電極端子群と反射波信号用電極端子群とは、当該圧電素子の分極方向と略直交する方向に配設されている、
ことを特徴とする。 The lens position detection method of the present invention is a method used for an optical structure that realizes a focus function or a zooming function by moving the lens in the optical axis direction,
The optical structure is frictionally engaged with a lens mount that supports the lens, and a guide member for moving the lens mount in the optical axis direction;
An actuator element that converts an electric signal input from the outside into a vibration signal, and converts a vibration signal received from the outside into an electric signal;
Inputting first and second electric signals to the actuator element, transmitting the first and second vibration signals from the actuator element, respectively, and receiving an electric signal based on an external vibration signal from the actuator element; ,
The actuator element transmits the first vibration signal to the guide member based on the first electrical signal, moves the lens together with the lens mount along the guide member in the optical axis direction, and Transmitting the second vibration signal to the guide member based on two electrical signals;
Based on the time difference between the second electrical signal and the third electrical signal obtained by converting the reflected wave signal, which is a third vibration signal generated by the reflection of the second vibration signal by the lens mount, by the actuator element, Detecting the position of the lens in the optical axis direction, inputting the first electric signal to the actuator element, and moving the lens from the detected lens position to a target lens position; Prepared,
In the actuator element, the vibration direction of the first vibration signal is substantially orthogonal to the direction of the electric field formed between the electrodes in the actuator element in order to cause the vibration.
The actuator element outputs a drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electrical signals corresponding to the first and second vibration signals, and a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal. And a reflected wave signal electrode terminal group to be used,
The actuator element is a piezoelectric element made of at least one material selected from the group consisting of PZT ceramics, piezoelectric single crystals, and polymer resin / ceramic composite materials,
The drive signal electrode terminal group and the reflected wave signal electrode terminal group in the piezoelectric element are disposed in a direction substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric element.
And wherein a call.

本発明によれば、電子機器の小型化、薄型化、省コスト化に対応するとともに、レンズの位置制御が効率的に行える光学構造が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while responding to size reduction, thickness reduction, and cost saving of an electronic device, the optical structure which can perform position control of a lens efficiently can be provided.

（ａ）は、カメラ装置を内蔵した携帯電話機の外観を示す正面図であり、（ｂ）は、同携帯電話機の外観を示す背面図である。(A) is a front view which shows the external appearance of the mobile telephone which incorporated the camera apparatus, (b) is a rear view which shows the external appearance of the mobile phone. カメラ装置の機械的構成及び電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the mechanical structure and electrical structure of a camera apparatus. オートフォーカス（ＡＦ）ドライバの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of an auto focus (AF) driver. 圧電素子の構成を示す構造図である。It is a structural diagram showing a configuration of a piezoelectric element. （ａ）は、レンズ移動用信号、レンズ位置検出用信号、反射波信号を示す図であり、（ｂ）は、ガタツキ補正信号を示す図である。(A) is a figure which shows the signal for lens movement, the signal for lens position detection, and a reflected wave signal, (b) is a figure which shows the rattle correction signal. カメラ装置のオートフォーカス制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the autofocus control operation | movement of a camera apparatus. （ａ）は、カメラ装置のオートフォーカス制御動作を示す構造図であり、（ｂ）は、同カメラ装置のオートフォーカス制御動作を示す模式図である。(A) is a structural diagram showing the autofocus control operation of the camera device, (b) is a schematic diagram showing the autofocus control operation of the camera device. 圧電素子の別の構成を示す構造図である。It is a structural diagram which shows another structure of a piezoelectric element. 圧電素子のさらに別の構成を示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram showing still another configuration of a piezoelectric element. 圧電素子のさらに別の構成を示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram showing still another configuration of a piezoelectric element. 圧電素子のさらに別の構成を示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram showing still another configuration of a piezoelectric element. （ａ）は、参考例のカメラ装置のオートフォーカス制御動作を示す構造図であり、（ｂ）は、同カメラ装置のオートフォーカス制御動作を示す模式図である。(A) is a structural diagram showing the autofocus control operation of the camera device of the reference example, and (b) is a schematic diagram showing the autofocus control operation of the camera device. カメラ装置の別のオートフォーカス制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another autofocus control operation | movement of a camera apparatus.

以下に本発明の実施形態を説明する。各種の携帯電話機、電子カメラ（デジタルカメラ）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末や、小型のＰＣ（Personal computer）などの電子機器に搭載されるカメラ装置に本発明を適用することができる。すなわち、以下に記載する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素又は全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、それらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。   Embodiments of the present invention will be described below. The present invention can be applied to various mobile phones, mobile devices such as electronic cameras (digital cameras), PDAs (Personal Digital Assistant), and camera devices mounted on electronic devices such as small PCs (Personal computers). . In other words, the embodiments described below are for illustrative purposes and do not limit the scope of the present invention. Therefore, those skilled in the art can employ embodiments in which each of these elements or all of the elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係る携帯電話機１００は、折り畳み式のものであり、第１筐体１０１と第２筐体１０２とがヒンジ部１００ａを介して開閉可能に連結されている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a mobile phone 100 according to an embodiment of the present invention is a foldable type, and a first casing 101 and a second casing 102 are hinge portions. It is connected via an opening 100a.

携帯電話機１００は、カメラ機能を実現する光学構造を有するカメラ装置１０と、ＬＣＤ（液晶表示装置：Liquid Crystal Display）から構成される長方形状のＬＣＤ表示部１００ｄと、を備えている。カメラ装置１０は、第１筐体１０１の下方部に配置され、表示部１００ｄは、第１筐体１０１の正面側中央部に配置されている。そして、カメラ装置１０によって撮影した画像は、表示部１００ｄに表示可能となっている。   The cellular phone 100 includes a camera device 10 having an optical structure that realizes a camera function, and a rectangular LCD display unit 100d that includes an LCD (Liquid Crystal Display). The camera device 10 is disposed in a lower portion of the first housing 101, and the display unit 100 d is disposed in the front side center portion of the first housing 101. And the image image | photographed with the camera apparatus 10 can be displayed on the display part 100d.

また、第１筐体１０１の背面側上方部には、超音波により被写体と携帯電話機１００との距離を計測するための距離計２７が配設されている。距離計２７は、超音波を出力する出力部と、被写体で反射された超音波を受け取る入力部（いずれも図示せず）とを備えている従来周知の構成のものである。そして、出力部から超音波を出力したタイミングと、入力部で超音波を受け取ったタイミングとの時間差などに基づいて、被写体と携帯電話機１００との距離を計測するとともに、その結果をデジタル信号として携帯電話機１００内部の光学系制御部２０（図２参照）に出力する。なお、ここでの距離計測には、超音波のほか、赤外線なども使用することができる。   In addition, a distance meter 27 for measuring the distance between the subject and the mobile phone 100 using ultrasonic waves is disposed in the upper part on the back side of the first housing 101. The distance meter 27 has a conventionally well-known configuration including an output unit that outputs ultrasonic waves and an input unit (none of which is shown) that receives ultrasonic waves reflected by the subject. The distance between the subject and the mobile phone 100 is measured based on the time difference between the timing at which the ultrasonic wave is output from the output unit and the timing at which the ultrasonic wave is received at the input unit, and the result is carried as a digital signal. It outputs to the optical system control part 20 (refer FIG. 2) in the telephone 100 inside. In addition, in addition to ultrasonic waves, infrared rays can be used for distance measurement here.

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、携帯電話機１００の第２筐体１０２には、シャッターボタンとして機能する撮像キー２５のほか、ユーザからの文字列や数字の入力を受け付けるためのテンキーなどの操作キーを有する操作部１０３が配設されている。撮像キー２５は、カメラ装置１０のシャッター（図示せず）を動作させ、イメージセンサ１１（図２参照）で画像データを生成するトリガスイッチとして使用される。この撮像キー２５は、レンズのフォーカス（焦点）をコンピュータ制御で合わせるためのトリガとなるオートフォーカススイッチ、及び、距離計２７を動作させるためのスイッチとしても機能する。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the second casing 102 of the mobile phone 100 accepts an input of a character string or a number from the user in addition to the imaging key 25 that functions as a shutter button. An operation unit 103 having operation keys such as a numeric keypad is provided. The imaging key 25 is used as a trigger switch that operates a shutter (not shown) of the camera device 10 and generates image data by the image sensor 11 (see FIG. 2). The imaging key 25 also functions as an autofocus switch that serves as a trigger for adjusting the focus of the lens by computer control, and a switch for operating the distance meter 27.

また、第２筐体１０２の右側面には、手指による押圧操作により、携帯電話機１００を、カメラ装置１０が作動する撮像モード（カメラモード）に設定するための撮像モード設定ボタン２６が配設されている。   In addition, an imaging mode setting button 26 for setting the mobile phone 100 to an imaging mode (camera mode) in which the camera device 10 operates is provided on the right side surface of the second housing 102 by a pressing operation with a finger. ing.

図２に示すように、カメラ装置１０は、鏡筒１５、鏡筒１５を後方から支持するリング状の支持台１５ｓ、鏡筒１５の内部を塞ぐ蓋部材１６、撮像のためのレンズ１４を備えている。   As shown in FIG. 2, the camera device 10 includes a lens barrel 15, a ring-shaped support base 15 s that supports the lens barrel 15 from the rear, a lid member 16 that closes the inside of the lens barrel 15, and a lens 14 for imaging. ing.

鏡筒１５の前方側には、被写体からの光をカメラ装置１０の内部に採光するための開口１５ａが設けられている。鏡筒１５内において、蓋部材１６の前方側の面には、撮像素子としてのイメージセンサ（ＣＣＤ（Charge Coupled Device））１１が配設されている。本実施形態では、イメージセンサ１１としてＣＣＤを使用するが、ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor））を使用することもできる。   On the front side of the lens barrel 15, an opening 15 a for collecting light from the subject into the camera device 10 is provided. In the lens barrel 15, an image sensor (CCD (Charge Coupled Device)) 11 as an image sensor is disposed on the front surface of the lid member 16. In this embodiment, a CCD is used as the image sensor 11, but a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) may be used instead of the CCD.

イメージセンサ１１は、複数の受光素子がマトリクス状に配列された矩形状の受光領域（図示せず）を有する。撮像キー２５の操作をトリガとして、カメラ装置１０のシャッター（図示せず）が動作される。そして、開口１５ａから鏡筒１５の内部に入った光は、光軸１９に沿って進み、レンズ１４で集光された後、光学像がイメージセンサ１１上の受光領域で受光される。   The image sensor 11 has a rectangular light receiving region (not shown) in which a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix. A shutter (not shown) of the camera device 10 is operated with the operation of the imaging key 25 as a trigger. Then, the light that enters the inside of the lens barrel 15 through the opening 15 a travels along the optical axis 19 and is collected by the lens 14, and then the optical image is received by the light receiving region on the image sensor 11.

鏡筒１５の内部には、レンズ１４に加え、前後方向に延びるガイド軸１７ａ及び支持軸１７ｂが、それぞれ、後方側の端部を支持台１５ｓに固定された状態で、レンズ１４を挟むようにして収容されている。   In addition to the lens 14, a guide shaft 17 a and a support shaft 17 b extending in the front-rear direction are accommodated inside the lens barrel 15 so that the lens 14 is sandwiched with the rear end portion fixed to the support base 15 s. Has been.

そして、レンズ１４は、リング状のレンズマウント１４ａに保持され、レンズマウント１４ａの下方の周縁部にはガイド軸１７ａが挿通され、摩擦によって係合されている。また、レンズマウント１４ａの上方の周縁部には支持軸１７ｂが挿通され、摩擦によって係合されている。この構造により、ガイド軸１７ａに軸方向に所定の振動信号が付与されることで、レンズ１４は、レンズマウント１４ａに保持された状態で前後方向に移動可能となっている。   And the lens 14 is hold | maintained at the ring-shaped lens mount 14a, and the guide shaft 17a is penetrated by the peripheral part below the lens mount 14a, and is engaged by friction. Further, a support shaft 17b is inserted through the upper peripheral portion of the lens mount 14a and engaged by friction. With this structure, a predetermined vibration signal is applied to the guide shaft 17a in the axial direction, so that the lens 14 can move in the front-rear direction while being held by the lens mount 14a.

図２に示すように、鏡筒１５の内部には、さらに、アクチュエータ素子としての圧電素子１８、及び、圧電素子１８に電気的に接続され、圧電素子１８との間で電気信号を出入力するオートフォーカスドライバ１２（以下、「ＡＦドライバ１２」という。）が収容されている。圧電素子１８、ＡＦドライバ１２は、それぞれ、支持台１５ｓ、蓋部材１６に固定されている。圧電素子１８は、内部に誘電分極を生じた素子であり、外部から振動信号が加わると該振動に応じて変化する電気信号（アナログ電圧）を発生し、逆に鋸波、三角波、サイン波などの時系列で値が変化する電気信号が入力されると該電圧に応じて変化する振動信号を発生する。この発生する振動信号は、電気信号の振幅（最大電圧値）、印加時間（時間周期）に応じて変化する。また、発生する電気信号は、振動信号の振幅、振動の時間周期に応じて変化する。即ち、振動信号の振幅が大きければ、それに応じて電気信号の振幅も大きくなり、振動信号の時間周期が長ければ、それに応じて電気信号の印加時間も長くなる。また、電気信号の振幅が大きければ、それに応じて振動信号の振幅も大きくなり、電気信号の印加時間が長ければ、それに応じて振動信号の時間周期も長くなる。   As shown in FIG. 2, the inside of the lens barrel 15 is further electrically connected to the piezoelectric element 18 as the actuator element and the piezoelectric element 18, and an electric signal is input to and output from the piezoelectric element 18. An autofocus driver 12 (hereinafter referred to as “AF driver 12”) is accommodated. The piezoelectric element 18 and the AF driver 12 are fixed to the support base 15s and the lid member 16, respectively. The piezoelectric element 18 is an element that generates dielectric polarization inside. When a vibration signal is applied from the outside, the piezoelectric element 18 generates an electric signal (analog voltage) that changes in accordance with the vibration, and conversely sawtooth, triangular, sine, etc. When an electrical signal whose value changes in time series is input, a vibration signal that changes according to the voltage is generated. This generated vibration signal changes in accordance with the amplitude (maximum voltage value) and application time (time period) of the electrical signal. In addition, the generated electrical signal changes according to the amplitude of the vibration signal and the time period of vibration. That is, if the amplitude of the vibration signal is large, the amplitude of the electric signal is correspondingly increased. If the time period of the vibration signal is long, the application time of the electric signal is correspondingly increased. Further, if the amplitude of the electrical signal is large, the amplitude of the vibration signal is correspondingly increased. If the application time of the electrical signal is long, the time period of the vibration signal is correspondingly increased.

圧電素子１８は、振動伝達用ばねとして機能するガイド軸１７ａの後方（イメージセンサ１１）側の端部に連結されている。そして、圧電素子１８がＡＦドライバ１２からの第１電気信号であるレンズ移動用信号３０により振動すると、ガイド軸１７ａに第１振動信号が伝達され、この振動によってレンズ１４がガイド軸１７ａ及び支持軸１７ｂに沿って前後方向に移動する。   The piezoelectric element 18 is coupled to an end portion on the rear (image sensor 11) side of the guide shaft 17a that functions as a vibration transmission spring. When the piezoelectric element 18 vibrates by the lens movement signal 30 which is the first electric signal from the AF driver 12, a first vibration signal is transmitted to the guide shaft 17a, and the lens 14 causes the guide shaft 17a and the support shaft to be transmitted by this vibration. It moves in the front-rear direction along 17b.

図２に示すように、携帯電話機１００は、さらに、カメラ装置１０の蓋部材１６が配置されたフレキシブル基板１３のほか、電子部品として、ＣＰＵ（Central Processing Unit:中央演算処理装置）である光学系制御部２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＣＣＤ信号処理回路２３、フラッシュメモリ２４、Ａ／Ｄコンバータ２９をそれぞれ備えている。これらの電子部品は、フレキシブル基板１３に配設されている。なお、ＣＰＵに代えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いることでも同様の動作が実現可能である。   As shown in FIG. 2, the mobile phone 100 further includes an optical system that is a CPU (Central Processing Unit) as an electronic component in addition to the flexible substrate 13 on which the lid member 16 of the camera device 10 is disposed. A control unit 20, a RAM (Random Access Memory) 21, a ROM (Read Only Memory) 22, a CCD signal processing circuit 23, a flash memory 24, and an A / D converter 29 are provided. These electronic components are disposed on the flexible substrate 13. The same operation can be realized by using a DSP (Digital Signal Processor) instead of the CPU.

ＲＡＭ２１及びＲＯＭ２２、ＣＣＤ信号処理回路２３は、それぞれ、光学系制御部２０に電気的に接続されている。また、イメージセンサ１１は、Ａ／Ｄコンバータ２９を介してＣＣＤ信号処理回路２３に電気的に接続され、ＣＣＤ信号処理回路２３は、フラッシュメモリ２４及びＬＣＤ表示部１００ｄ（図１参照）に電気的に接続されている。光学系制御部２０は、ＲＡＭ２１及びＲＯＭ２２、ＣＣＤ信号処理回路２３との間で、カメラ装置１０による撮像処理のため、指令やデータをやりとりする。ＣＣＤ信号処理回路２３は、イメージセンサ１１からの画像データを図示しない前処理回路及びＡ／Ｄコンバータ２９によりデジタル信号として受け取り、各種の画像処理を行う。そして、ＣＣＤ信号処理回路２３は、画像処理後の画像データをＬＣＤ表示部１００ｄの複数の画素により画像として表示する。また、ＣＣＤ信号処理回路２３は、デジタル信号である各種の画像データをフラッシュメモリ２４に記憶する。   The RAM 21, ROM 22, and CCD signal processing circuit 23 are each electrically connected to the optical system control unit 20. The image sensor 11 is electrically connected to a CCD signal processing circuit 23 via an A / D converter 29. The CCD signal processing circuit 23 is electrically connected to the flash memory 24 and the LCD display unit 100d (see FIG. 1). It is connected to the. The optical system control unit 20 exchanges commands and data with the RAM 21, ROM 22, and CCD signal processing circuit 23 for imaging processing by the camera device 10. The CCD signal processing circuit 23 receives image data from the image sensor 11 as a digital signal by a preprocessing circuit (not shown) and an A / D converter 29, and performs various image processing. Then, the CCD signal processing circuit 23 displays the image data after the image processing as an image by a plurality of pixels of the LCD display unit 100d. The CCD signal processing circuit 23 stores various image data that are digital signals in the flash memory 24.

ＲＯＭ２２には、制御系全体の動作に必要なオペレーティングシステム（ＯＳ）のプログラム、その他の動作用のアプリケーションプログラムや各種のデータが記録され、光学系制御部２０がこれらのプログラム等をＲＯＭ２２からＲＡＭ２１に読み出して実行する。ＲＡＭ２１は、データやプログラムを一時的に記憶し、作業領域として使用されるもので、ＲＯＭ２２から読み出したプログラムやデータ、その他情報処理の進行に必要な情報が保持される。   The ROM 22 stores an operating system (OS) program necessary for the operation of the entire control system, other operation application programs, and various data. The optical system control unit 20 stores these programs from the ROM 22 into the RAM 21. Read and execute. The RAM 21 temporarily stores data and programs and is used as a work area. The RAM 21 stores programs and data read from the ROM 22 and other information necessary for information processing.

図２に示すように、光学系制御部２０には、撮像キー２５、撮像モード設定ボタン２６、操作部１０３（図１参照）が電気的に接続されている。そして、これらのスイッチなどから、記号、文章の入力情報、オンオフの外部信号を受け取り、光学系制御部２０内でのプログラム処理に使用する。光学系制御部２０には、距離計２７が図示しないインターフェイス回路を介して電気的に接続されている。そして、距離計２７で計測された距離データが、光学系制御部２０内でテーブル（変換表）を使用したプログラム処理により、レンズ１４のフォーカス（焦点）位置に変換される。また、撮像キー２５を操作することで、光学系制御部２０は、カメラ装置１０のシャッター（図示せず）を動作させ、イメージセンサ１１で画像データを生成させる。また、撮像モード設定ボタン２６を操作することで、携帯電話機１００は、光学系制御部２０によってカメラ装置１０が作動する撮像モードに設定される。   As shown in FIG. 2, an imaging key 25, an imaging mode setting button 26, and an operation unit 103 (see FIG. 1) are electrically connected to the optical system control unit 20. Symbols, text input information, and on / off external signals are received from these switches and used for program processing in the optical system control unit 20. A distance meter 27 is electrically connected to the optical system control unit 20 via an interface circuit (not shown). The distance data measured by the distance meter 27 is converted into the focus (focal point) position of the lens 14 by a program process using a table (conversion table) in the optical system control unit 20. Further, by operating the imaging key 25, the optical system control unit 20 operates a shutter (not shown) of the camera device 10 and causes the image sensor 11 to generate image data. Further, by operating the imaging mode setting button 26, the mobile phone 100 is set to an imaging mode in which the camera device 10 operates by the optical system control unit 20.

本実施形態では、圧電素子１８を駆動源として用い、レンズ１４をレンズマウント１４ａと共にガイド軸１７ａ及び支持軸１７ｂに沿って移動させることでイメージセンサ１１上に結像される光学像のピント合わせが行われる。即ち、圧電素子１８は、光学系制御部２０によりＡＦドライバ１２を介して制御される。つまり、圧電素子１８は、光学系制御部２０で演算された距離計２７に基づくフォーカス位置を目標値として、第１振動信号をガイド軸１７ａの後方側の端部に送信し、レンズ１４を光軸１９方向に移動させる。これにより、レンズ１４のフォーカスをイメージセンサ１１（撮像面）上に結像させるオートフォーカス処理が実行される。   In this embodiment, the piezoelectric element 18 is used as a drive source, and the optical image formed on the image sensor 11 is focused by moving the lens 14 along the guide shaft 17a and the support shaft 17b together with the lens mount 14a. Done. That is, the piezoelectric element 18 is controlled by the optical system control unit 20 via the AF driver 12. In other words, the piezoelectric element 18 transmits the first vibration signal to the rear end of the guide shaft 17a with the focus position based on the distance meter 27 calculated by the optical system control unit 20 as a target value, and transmits the lens 14 to the optical axis. Move in the direction of the axis 19. Thereby, an autofocus process for forming an image of the focus of the lens 14 on the image sensor 11 (imaging surface) is executed.

図３に示すように、ＡＦドライバ１２は、第１信号増幅回路１００１、出力回路１００３、及び出力用端子１２ｂ１からなる信号出力電気回路系と、第２信号増幅回路１００２、入力回路１００４、及び入力用端子１２ｂ２からなる信号入力電気回路系とを備えている。   As shown in FIG. 3, the AF driver 12 includes a signal output electric circuit system including a first signal amplifier circuit 1001, an output circuit 1003, and an output terminal 12b1, a second signal amplifier circuit 1002, an input circuit 1004, and an input And a signal input electric circuit system including the terminal 12b2.

ＡＦドライバ１２は、さらに、圧電素子接続用端子１２ａと、圧電素子１８側で両電気回路系を切り替える切り替えスイッチ１２ｓと、制御信号入力用端子１２ｃとを備えている。   The AF driver 12 further includes a piezoelectric element connection terminal 12a, a changeover switch 12s for switching both electric circuit systems on the piezoelectric element 18 side, and a control signal input terminal 12c.

圧電素子接続用端子１２ａと、第１信号増幅回路１００１及び第２信号増幅回路１００２は、切り替えスイッチ１２ｓを介して接続されている。また、第１信号増幅回路１００１、出力回路１００３、及び出力用端子１２ｂ１は直列に接続されている。さらに、第２信号増幅回路１００２、入力回路１００４、及び入力用端子１２ｂ２は直列に接続されている。そして、切り替えスイッチ１２ｓは、圧電素子接続用端子１２ａを介して圧電素子１８に接続されている。   The piezoelectric element connection terminal 12a, the first signal amplification circuit 1001, and the second signal amplification circuit 1002 are connected via a changeover switch 12s. The first signal amplifier circuit 1001, the output circuit 1003, and the output terminal 12b1 are connected in series. Further, the second signal amplifier circuit 1002, the input circuit 1004, and the input terminal 12b2 are connected in series. The changeover switch 12s is connected to the piezoelectric element 18 via the piezoelectric element connection terminal 12a.

圧電素子１８からのアナログ電圧である電気信号は第１信号増幅回路１００１で所定の電圧値まで増幅され、出力回路１００３でデジタル信号に変換され、更にフィルタ処理、信号処理が行われた後、出力用端子１２ｂ１を介して光学系制御部２０に出力される。他方、光学系制御部２０からのデジタル信号は、入力回路１００４でアナログ電圧である電気信号に変換された後、第２信号増幅回路１００２で所定の電圧値まで増幅され、圧電素子１８に出力される。また、出力回路１００３、及び入力回路１００４は、出力用端子１２ｂ１、及び入力用端子１２ｂ２を介して、光学系制御部２０と電気的に接続されている。   An electrical signal that is an analog voltage from the piezoelectric element 18 is amplified to a predetermined voltage value by the first signal amplifying circuit 1001, converted to a digital signal by the output circuit 1003, further subjected to filter processing and signal processing, and then output. It is output to the optical system controller 20 via the terminal 12b1. On the other hand, the digital signal from the optical system control unit 20 is converted into an electrical signal that is an analog voltage by the input circuit 1004, then amplified to a predetermined voltage value by the second signal amplification circuit 1002, and output to the piezoelectric element 18. The The output circuit 1003 and the input circuit 1004 are electrically connected to the optical system control unit 20 via the output terminal 12b1 and the input terminal 12b2.

制御信号入力用端子１２ｃは光学系制御部２０と電気的に接続されている。制御信号入力用端子１２ｃで受け取ったデジタル信号である制御信号により、切り替えスイッチ１２ｓは、圧電素子１８と、ＡＦドライバ１２の信号出力電気回路系及び信号入力系電気回路系との接続を切り替えるようになっている。即ち、光学系制御部２０から制御信号が入力されると、圧電素子１８と、信号出力電気回路系とが接続され、圧電素子１８からのアナログ電圧である電気信号がデジタル信号に変換され、光学系制御部２０に出力される状態となる。一方、光学系制御部２０からの制御信号の入力が停止されると、圧電素子１８と、信号入力電気回路系とが接続され、光学系制御部２０からのデジタル信号が、所定のアナログ電圧である電気信号に変換され、圧電素子１８に出力される状態となる。   The control signal input terminal 12 c is electrically connected to the optical system control unit 20. Based on the control signal which is a digital signal received at the control signal input terminal 12c, the changeover switch 12s switches the connection between the piezoelectric element 18 and the signal output electric circuit system and the signal input electric circuit system of the AF driver 12. It has become. That is, when a control signal is input from the optical system control unit 20, the piezoelectric element 18 and the signal output electrical circuit system are connected, and an electrical signal that is an analog voltage from the piezoelectric element 18 is converted into a digital signal, and the optical signal is transmitted. The status is output to the system control unit 20. On the other hand, when the input of the control signal from the optical system control unit 20 is stopped, the piezoelectric element 18 and the signal input electric circuit system are connected, and the digital signal from the optical system control unit 20 is a predetermined analog voltage. It is converted into a certain electric signal and is output to the piezoelectric element 18.

図４に示すように、本実施形態に係る圧電素子１８は、支持台１５ｓに固定されている。
圧電素子１８は、駆動信号用プラス端子１８ａと、駆動信号用マイナス端子１８ｂと、駆動信号用プラス電極１８ｃと、駆動信号用マイナス電極１８ｄと、を備えている。駆動信号用プラス端子１８ａは、駆動信号用プラス電極１８ｃと電気的に接続され、駆動信号用マイナス端子１８ｂは、駆動信号用マイナス電極１８ｄと電気的に接続されている。駆動信号用プラス電極１８ｃと、駆動信号用マイナス電極１８ｄとの間には、圧電活性層１８ｅが介在配置されている。また、図４では、圧電素子１８は、駆動信号用マイナス電極１８ｄ側の端面で支持台１５ｓに固定されているが、駆動信号用プラス電極１８ｃ側の端面で支持台１５ｓに固定されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the piezoelectric element 18 according to the present embodiment is fixed to a support base 15s.
The piezoelectric element 18 includes a drive signal plus terminal 18a, a drive signal minus terminal 18b, a drive signal plus electrode 18c, and a drive signal minus electrode 18d. The drive signal plus terminal 18a is electrically connected to the drive signal plus electrode 18c, and the drive signal minus terminal 18b is electrically connected to the drive signal minus electrode 18d. A piezoelectric active layer 18e is interposed between the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. In FIG. 4, the piezoelectric element 18 is fixed to the support base 15s at the end face on the drive signal minus electrode 18d side, but may be fixed to the support stand 15s on the end face on the drive signal plus electrode 18c side. Good.

圧電活性層１８ｅには、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミックス、圧電単結晶、高分子樹脂・セラミックス複合材料からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく使用できる。また、圧電活性層１８ｅには、これらの複数種の材料を混在させてもよい。中でも、入力電力を振動信号エネルギーに変換するエネルギー変換効率が高いことから、ＰＺＴ系セラミックスを使用することが好ましい。   For the piezoelectric active layer 18e, at least one selected from the group consisting of PZT (lead zirconate titanate) ceramics, piezoelectric single crystals, and polymer resin / ceramic composite materials can be preferably used. Moreover, you may mix these multiple types of materials in the piezoelectric active layer 18e. Among them, it is preferable to use PZT ceramics because of high energy conversion efficiency for converting input power into vibration signal energy.

この状態で、駆動信号用プラス端子１８ａ及び駆動信号用マイナス端子１８ｂにＡＦドライバ１２から所定の電気信号であるレンズ移動用信号３０（第１電気信号）及びレンズ位置検出用信号４０（第２電気信号）が印加されると、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄによって圧電活性層１８ｅに交番的に変化する電界が発生する。ここでの圧電活性層１８ｅは図２の前後方向に、印加される電圧の方向に応じて結晶双極子の分極方向が設定されている。このため、圧電活性層１８ｅは、所謂ピエゾ効果によって、前後方向に伸縮運動を行い、レンズ移動用信号３０（第１電気信号）及びレンズ位置検出用信号４０（第２電気信号）にそれぞれ対応して、振動信号である第１及び第２振動信号を発生する。   In this state, the lens movement signal 30 (first electric signal) and the lens position detection signal 40 (second electric signal) which are predetermined electric signals from the AF driver 12 to the driving signal plus terminal 18a and the driving signal minus terminal 18b. Is applied to the piezoelectric active layer 18e by the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. Here, in the piezoelectric active layer 18e, the polarization direction of the crystal dipole is set in the front-rear direction of FIG. 2 according to the direction of the applied voltage. For this reason, the piezoelectric active layer 18e expands and contracts in the front-rear direction by a so-called piezoelectric effect, and corresponds to the lens movement signal 30 (first electric signal) and the lens position detection signal 40 (second electric signal), respectively. Thus, the first and second vibration signals which are vibration signals are generated.

この場合、図４に示すように、圧電活性層１８ｅの振動信号の伝達方向（振動方向）は、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄと略直交するようになる。即ち、圧電活性層１８ｅの振動信号の振動方向が、圧電素子１８内で電極により形成される電界の方向と略平行となる。そして、圧電素子１８の前方に位置するガイド軸１７ａの端部に当該振動信号が伝達される。ここでの振動信号には、第１及び第２振動信号が含まれ、第１及び第２振動信号に対応する第１及び第２電気信号は、前述したとおり、それぞれ、図５（ａ）に示すレンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０である。   In this case, as shown in FIG. 4, the transmission direction (vibration direction) of the vibration signal of the piezoelectric active layer 18e is substantially orthogonal to the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. That is, the vibration direction of the vibration signal of the piezoelectric active layer 18e is substantially parallel to the direction of the electric field formed by the electrodes in the piezoelectric element 18. Then, the vibration signal is transmitted to the end portion of the guide shaft 17a located in front of the piezoelectric element 18. The vibration signal here includes the first and second vibration signals, and the first and second electric signals corresponding to the first and second vibration signals are shown in FIG. These are the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 shown.

図５（ａ）を参照して、レンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０について説明する。レンズを移動させる場合、先に第２電気信号であるレンズ位置検出用信号４０がＡＦドライバ１２から出力され、続いて第１電気信号であるレンズ移動用信号３０がＡＦドライバ１２から出力される。このように、レンズ移動用信号３０と、レンズ位置検出用信号４０とは、時間的に重複しないタイミングで所定振幅、所定周期でＡＦドライバ１２から出力される。これにより両電気信号の時間的干渉が防止されるとともに、両電気信号にそれぞれ対応し、圧電素子１８から送信される第１及び第２振動信号が時間的に完全に分離されるようになる。またここでは、図５（ａ）に示すように、圧電素子１８において、レンズ位置検出用信号４０がレンズマウント１４ａで反射されて生じた第３振動信号である反射波信号４０ａも、反射及び帰還に要する時間差を考慮し、レンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０に対し、時間的に重複しないタイミングで送受信されるようになる。   The lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 will be described with reference to FIG. When the lens is moved, the lens position detection signal 40 that is the second electric signal is output from the AF driver 12 first, and then the lens movement signal 30 that is the first electric signal is output from the AF driver 12. As described above, the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are output from the AF driver 12 with a predetermined amplitude and a predetermined cycle at a timing that does not overlap in time. This prevents temporal interference between both electrical signals, and the first and second vibration signals transmitted from the piezoelectric element 18 corresponding to both electrical signals are completely separated in time. Further, here, as shown in FIG. 5A, the reflected wave signal 40a which is the third vibration signal generated by reflecting the lens position detection signal 40 by the lens mount 14a in the piezoelectric element 18 is also reflected and returned. Therefore, the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are transmitted and received at a timing that does not overlap in time.

図５（ａ）中、時間軸より上側に位置する実線で示すレンズ移動用信号３０は、レンズ位置Ｌ、即ち、現在のレンズ１４の焦点位置がＪＰよりもメカ端側に位置している場合にＡＦドライバ１２から出力されるものである。一方、同図中、時間軸より下側に位置する破線で示すレンズ移動用信号３１は、レンズ位置ＬがＪＰよりもマクロ端側に位置している場合にＡＦドライバ１２から出力されるものである。ここで、「メカ端」とは、図７（ｂ）を参照して、レンズ１４が鏡筒１５内で後方側（イメージセンサ１１側）に移動可能な限界位置をいう。また、それとは逆に、「マクロ端」とは、レンズ１４がマクロ側でピントが合う方向、つまり、レンズ１４が鏡筒１５内で前方側（開口１５ａ側）に移動可能な限界位置をいう。また、図７（ｂ）における「１０ｃｍ」とは、携帯電話機などに搭載される小型カメラのマクロ撮影範囲の一般的な最小値である。   In FIG. 5A, the lens movement signal 30 indicated by the solid line located above the time axis is the lens position L, that is, when the current focal position of the lens 14 is located closer to the mechanical end than JP. Are output from the AF driver 12. On the other hand, a lens movement signal 31 indicated by a broken line located below the time axis in the figure is output from the AF driver 12 when the lens position L is located on the macro end side from JP. is there. Here, the “mechanical end” refers to a limit position where the lens 14 can move rearward (image sensor 11 side) in the lens barrel 15 with reference to FIG. On the other hand, the “macro end” refers to a limit position where the lens 14 is in focus on the macro side, that is, the limit position where the lens 14 can move forward (opening 15a side) in the lens barrel 15. . Further, “10 cm” in FIG. 7B is a general minimum value of the macro shooting range of a small camera mounted on a mobile phone or the like.

また、図５（ａ）に示すように、レンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０は、いずれも前後で非対称な鋸波状となっている。このとき、マイナス電極１８ｄをグランド（接地）側とする。これにより、各電気信号が、緩やかに電圧が上昇する立ち上がり部と、急激に電圧が降下する立ち下がり部とで構成され、図２を参照して、ガイド軸１７ａが前方への緩やかな移動と、後方への急激な移動とを繰り返す。なお、各電気信号は、急激に電圧が上昇する立ち上がり部と、緩やかに電圧が降下する立ち下がり部とで構成されていても構わない。   Further, as shown in FIG. 5A, the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are both in an asymmetrical sawtooth shape. At this time, the negative electrode 18d is set to the ground (ground) side. As a result, each electric signal is composed of a rising portion where the voltage rises gently and a falling portion where the voltage drops suddenly. With reference to FIG. 2, the guide shaft 17a moves forward slowly. , Repeat the rapid backward movement. Each electric signal may be composed of a rising portion where the voltage suddenly rises and a falling portion where the voltage gradually falls.

そして、ガイド軸１７ａが前方へ緩やかに移動したときには、ガイド軸１７ａとレンズマウント１４ａとの摩擦力により、レンズマウント１４ａも前方へ移動する。これに対し、ガイド軸１７ａが後方へ急激に移動したときには、レンズマウント１４ａは慣性によってその場に留まろうとする（ガイド軸１７ａのみが後方へ移動する）。このような動作を繰り返すことで、レンズマウント１４ａ及びレンズ１４を前方へと変位（移動）させることができる。   When the guide shaft 17a gently moves forward, the lens mount 14a also moves forward by the frictional force between the guide shaft 17a and the lens mount 14a. On the other hand, when the guide shaft 17a suddenly moves backward, the lens mount 14a tends to stay in place due to inertia (only the guide shaft 17a moves backward). By repeating such an operation, the lens mount 14a and the lens 14 can be displaced (moved) forward.

なお、反射波信号４０ａは、第２振動信号がレンズマウント１４ａで反射されて生じた第３振動信号であるため、図５（ａ）に示すように、レンズ移動用信号３０の急峻な変化が抑制され、角がとれ、なまった波形となっている。   Since the reflected wave signal 40a is a third vibration signal generated by reflecting the second vibration signal by the lens mount 14a, there is a steep change in the lens moving signal 30 as shown in FIG. Suppressed, rounded, and distorted waveform.

図４に戻り、圧電素子１８は、外部から反射波信号４０ａを受け取ると、その振動によって圧電活性層１８ｅに交番的に変化する電界が発生する。そして、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄに所定の電気信号が誘起される。そして、ＡＦドライバ１２に向けて、圧電素子１８の駆動信号用プラス端子１８ａ及び駆動信号用マイナス端子１８ｂから当該電気信号が出力される。   Returning to FIG. 4, when the piezoelectric element 18 receives the reflected wave signal 40a from the outside, an electric field that alternately changes in the piezoelectric active layer 18e is generated by the vibration. Then, a predetermined electrical signal is induced on the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. Then, the electric signal is output from the drive signal plus terminal 18 a and the drive signal minus terminal 18 b of the piezoelectric element 18 toward the AF driver 12.

以下、本実施形態のカメラ装置１０の動作（オートフォーカス制御動作）について図６のフローチャートを参照しながら説明する。なお、このオートフォーカス制御動作は、ＲＯＭ２２に格納されたレンズ位置制御プログラムによって実行される。   Hereinafter, the operation (autofocus control operation) of the camera apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This autofocus control operation is executed by a lens position control program stored in the ROM 22.

図６に示すように、まず、携帯電話機１００が電源オンされた後、携帯電話機１００の光学系制御部２０は、携帯電話機１００が撮像モードに設定されたか否かを判別する。つまり、光学系制御部２０は、撮像モード設定ボタン２６が操作されたか否かを判別する（ステップＳ１０１）。   As shown in FIG. 6, first, after the mobile phone 100 is powered on, the optical system control unit 20 of the mobile phone 100 determines whether or not the mobile phone 100 is set to the imaging mode. That is, the optical system control unit 20 determines whether or not the imaging mode setting button 26 has been operated (step S101).

光学系制御部２０は、撮像モード設定ボタン２６が操作されていないと判別すると（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、撮像モード設定ボタン２６の操作有無の判別状態（待機状態）を継続する（ステップＳ１０１）。   If the optical system control unit 20 determines that the imaging mode setting button 26 is not operated (step S101: No), the optical system control unit 20 continues the determination state (standby state) of whether or not the imaging mode setting button 26 is operated (step S101).

一方、撮像モード設定ボタン２６が操作され、光学系制御部２０は、携帯電話機１００が撮像モードに設定されたと判別した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）には、オートフォーカススイッチとしての撮像キー２５が操作されたか否かを検出する。   On the other hand, when the imaging mode setting button 26 is operated and the optical system control unit 20 determines that the mobile phone 100 is set to the imaging mode (step S101: Yes), the imaging key 25 as an autofocus switch is operated. It is detected whether it was done.

光学系制御部２０は、撮像キー２５が操作されていないと判別すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、撮像キー２５の操作有無の判別状態（待機状態）を継続する（ステップＳ１０２）。
他方、光学系制御部２０は、撮像キー２５が操作されたと判別する（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）と、オートフォーカス制御動作を起動する（ステップＳ１０３）。 If the optical system control unit 20 determines that the imaging key 25 has not been operated (step S102: No), the optical system control unit 20 continues to determine whether or not the imaging key 25 has been operated (standby state) (step S102).
On the other hand, when the optical system control unit 20 determines that the imaging key 25 has been operated (step S102: Yes), the optical system control unit 20 starts an autofocus control operation (step S103).

即ち、光学系制御部２０は、まず、距離計２７からの距離データに基づき、所定のテーブルを使用してピントの合った位置であるフォーカス位置（以下、「ＪＰ」という。）を決定する。このＪＰは、オートフォーカス制御において、レンズ位置の目標位置となる。   That is, the optical system control unit 20 first determines a focus position (hereinafter referred to as “JP”), which is a focused position, using a predetermined table based on the distance data from the distance meter 27. This JP is the target position of the lens position in the autofocus control.

続くステップＳ１０４では、光学系制御部２０は、ＡＦドライバ１２を介して、圧電素子１８を制御する。即ち、圧電素子１８には、光学系制御部２０からのデジタル信号に基づき、ＡＦドライバ１２から所定の電気信号（アナログ電圧）が供給される。ここでは、振幅及び印加時間の異なる２種の第１及び第２電気信号の内、第２電気信号であるレンズ位置検出用信号４０がＡＦドライバ１２から圧電素子１８に出力される。圧電素子１８は、このレンズ位置検出用信号４０に基づき、第２振動信号をガイド軸１７ａの後方側の端部に送信する（図２及び図４参照）。第２振動信号は、ガイド軸１７ａに沿って伝達し、レンズマウント１４ａに到達する。そして、レンズマウント１４ａで反射され、第３振動信号である反射波信号４０ａとなってガイド軸１７ａに沿って伝達し、圧電素子１８に帰還する（ステップＳ１０４）。   In subsequent step S <b> 104, the optical system control unit 20 controls the piezoelectric element 18 via the AF driver 12. That is, a predetermined electrical signal (analog voltage) is supplied from the AF driver 12 to the piezoelectric element 18 based on the digital signal from the optical system control unit 20. Here, of the two types of first and second electric signals having different amplitudes and application times, a lens position detection signal 40 that is a second electric signal is output from the AF driver 12 to the piezoelectric element 18. Based on the lens position detection signal 40, the piezoelectric element 18 transmits a second vibration signal to the rear end of the guide shaft 17a (see FIGS. 2 and 4). The second vibration signal is transmitted along the guide shaft 17a and reaches the lens mount 14a. Then, it is reflected by the lens mount 14a, is transmitted as a reflected wave signal 40a as a third vibration signal along the guide shaft 17a, and returns to the piezoelectric element 18 (step S104).

そして、光学系制御部２０は、圧電素子１８が、反射波信号４０ａ（図５（ａ）参照）を受け取ったか否かを判別する。即ち、圧電素子１８から当該反射波信号４０ａに対応した第３電気信号が出力されたか否かを判別する。この第３電気信号が反射波信号４０ａに由来するものかどうかの判別は、第３電気信号の出入力タイミングや周波数に基づいて行われる。即ち、第３電気信号の出入力タイミングに基づく場合においては、圧電素子１８に第３電気信号を出力するタイミングでは、光学系制御部２０は、ＡＦドライバ１２の切り替えスイッチ１２ｓを信号出力電気回路系側（図３参照）に切り替え、圧電素子１８から第３電気信号の受け取りを行わないように制御する。一方、圧電素子１８から第３電気信号を受け取るタイミングでは、光学系制御部２０は、ＡＦドライバ１２の切り替えスイッチ１２ｓを信号入力電気回路系側に切り替え、圧電素子１８への第３電気信号の出力を行わないように制御する。他方、周波数に基づく場合では、ＡＦドライバ１２の出力回路１００３（図３参照）に内蔵されたフィルタ回路（図示せず）を使用し、圧電素子１８から特定の周波数信号のみを選択的に受け取るようにする。さらに、レンズマウント１４ａからの反射波信号４０ａと同じ周波数のノイズを除去するために、光学系制御部２０は、信号振幅（電圧値）最大値（ピーク値）に対する閾値を設け、該閾値より高いピーク値を有する信号の場合は反射波信号４０ａであると判断してレンズ位置の検出に使用する一方、閾値より低いピーク値を有する信号の場合はノイズと判断することで除去する。ここで、閾値は、ガイド軸１７ａ、レンズマウント１４ａなどの配置、形状によって決定され、鋸波状のレンズ位置検出用信号４０のピーク値に対して、２０〜８０％の大きさに設定することが好ましい（ステップＳ１０５）。   Then, the optical system control unit 20 determines whether or not the piezoelectric element 18 has received the reflected wave signal 40a (see FIG. 5A). That is, it is determined whether or not the piezoelectric element 18 has output a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal 40a. Whether or not the third electric signal is derived from the reflected wave signal 40a is determined based on the input / output timing and frequency of the third electric signal. That is, when based on the input / output timing of the third electric signal, the optical system control unit 20 sets the changeover switch 12s of the AF driver 12 to the signal output electric circuit system at the timing of outputting the third electric signal to the piezoelectric element 18. Control is performed so as not to receive the third electric signal from the piezoelectric element 18. On the other hand, at the timing of receiving the third electrical signal from the piezoelectric element 18, the optical system control unit 20 switches the changeover switch 12 s of the AF driver 12 to the signal input electrical circuit system side and outputs the third electrical signal to the piezoelectric element 18. Control to not perform. On the other hand, when based on the frequency, a filter circuit (not shown) built in the output circuit 1003 (see FIG. 3) of the AF driver 12 is used to selectively receive only a specific frequency signal from the piezoelectric element 18. To. Further, in order to remove noise having the same frequency as that of the reflected wave signal 40a from the lens mount 14a, the optical system control unit 20 provides a threshold value for the maximum value (peak value) of the signal amplitude (voltage value), and is higher than the threshold value. In the case of a signal having a peak value, it is determined that the signal is a reflected wave signal 40a and used for detection of the lens position. Here, the threshold value is determined by the arrangement and shape of the guide shaft 17a, the lens mount 14a, and the like, and may be set to 20 to 80% of the peak value of the sawtooth lens position detection signal 40. Preferably (step S105).

光学系制御部２０は、圧電素子１８が反射波信号４０ａを受け取っていないと判別した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）には、ステップＳ１０４で、レンズ位置検出用信号４０の出力を所定回数継続する。なお、所定回数内で検知できない場合には、一旦オートフォーカス制御処理を終了する（ステップＳ１０８）。   If it is determined that the piezoelectric element 18 has not received the reflected wave signal 40a (step S105: No), the optical system control unit 20 continues outputting the lens position detection signal 40 a predetermined number of times in step S104. If the detection cannot be performed within the predetermined number of times, the autofocus control process is once ended (step S108).

一方、光学系制御部２０は、反射波信号４０ａを受け取ったと判別した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）には、図５（ａ）に示すように、圧電素子１８が送受信した両信号（レンズ位置検出用信号４０とその反射波信号４０ａ）の時間差Δｔ（ｓｅｃ）の半分に、当該信号の伝達速度ｖ（mm／sec）を乗算する。そして、光学系制御部２０は、圧電素子１８からレンズ１４までのレンズ位置Ｌ（Ｌ＝Δｔ×ｖ（mm）／２）を演算し、取得する（レンズ位置検出操作）（ステップＳ１０６）。   On the other hand, when it is determined that the reflected wave signal 40a is received (step S105: YES), the optical system control unit 20 receives both signals (lens position detection) transmitted and received by the piezoelectric element 18 as shown in FIG. The half of the time difference Δt (sec) between the signal 40 for use and the reflected wave signal 40 a) is multiplied by the transmission speed v (mm / sec) of the signal. Then, the optical system control unit 20 calculates and acquires the lens position L (L = Δt × v (mm) / 2) from the piezoelectric element 18 to the lens 14 (lens position detection operation) (step S106).

続くステップＳ１０７において、光学系制御部２０は、ＪＰと、レンズ位置Ｌとを比較し、図７（ｂ）の（ｉ）に示すように、レンズ位置Ｌ、即ち、現在のレンズ１４の焦点位置がＪＰよりもメカ端側に位置していると判別した場合には、図７（ａ）を参照して、圧電素子１８に、第１電気信号であるレンズ移動用信号３０（図５（ａ）参照）をＡＦドライバ１２から供給する。そして、光学系制御部２０は、圧電素子１８から、ガイド軸１７ａに対し、レンズ位置ＬとＪＰとの離間距離相当分の第１振動信号を所定振幅、所定周期で、少なくとも１周期以上送信させる。一方、光学系制御部２０は、図７（ｂ）の（ｉｉ）に示すように、レンズ位置ＬがＪＰよりもマクロ端側に位置していると判別した場合には、図７（ａ）を参照して、圧電素子１８に、第１電気信号であるレンズ移動用信号３１（図５（ａ）参照）をＡＦドライバ１２から供給する。そして、光学系制御部２０は、圧電素子１８から、ガイド軸１７ａに対し、レンズ位置ＬとＪＰとの離間距離相当分の第１振動信号を所定振幅、所定周期で、少なくとも１周期以上送信させる。これにより、図７（ａ）を参照して、レンズ１４が、前方側又は後方側に移動してＪＰで停止するようになり、オートフォーカス（自動焦点設定）が実現される。即ち、カメラ装置１０のコンピュータ制御によるピント合わせが完了する（ステップＳ１０７）。   In subsequent step S107, the optical system control unit 20 compares JP with the lens position L, and as shown in (i) of FIG. 7B, the lens position L, that is, the current focal position of the lens 14. 7 is located on the mechanical end side with respect to the JP, the lens movement signal 30 (FIG. 5 (a)) is sent to the piezoelectric element 18 with reference to FIG. 7 (a). )) Is supplied from the AF driver 12. Then, the optical system control unit 20 transmits the first vibration signal corresponding to the separation distance between the lens position L and JP from the piezoelectric element 18 to the guide shaft 17a with a predetermined amplitude and a predetermined period, at least one period or more. . On the other hand, when the optical system control unit 20 determines that the lens position L is located closer to the macro end than JP as shown in (ii) of FIG. 7B, FIG. Referring to FIG. 5, a lens movement signal 31 (see FIG. 5A) that is a first electric signal is supplied from the AF driver 12 to the piezoelectric element 18. Then, the optical system control unit 20 transmits the first vibration signal corresponding to the separation distance between the lens position L and JP from the piezoelectric element 18 to the guide shaft 17a with a predetermined amplitude and a predetermined period, at least one period or more. . Thereby, referring to FIG. 7A, the lens 14 moves to the front side or the rear side and stops at JP, and autofocus (automatic focus setting) is realized. That is, focusing by the computer control of the camera device 10 is completed (step S107).

その後、光学系制御部２０は、ここでのオートフォーカス制御処理を一旦終了する（ステップＳ１０８）。   Thereafter, the optical system control unit 20 once ends the autofocus control process here (step S108).

本実施形態によれば、以下のとおりの作用効果が得られる。
即ち、圧電素子１８を、レンズ１４の移動操作だけでなく、レンズ１４の位置検出操作にも用いることで、レンズ１４の位置検出のため、ＭＲ素子及びそのドライバ、複数の永久磁石などの余分な部品を使用することなく、低コストでオートフォーカス制御（レンズの位置制御）が行えるようになる。
そしてこの結果、本実施形態の携帯電話機１００は、小型化、薄型化、省コスト化に対応するとともに、レンズの位置制御が効率的に行えるようになる。 According to this embodiment, the following operational effects are obtained.
That is, by using the piezoelectric element 18 not only for the movement operation of the lens 14 but also for the position detection operation of the lens 14, extra elements such as an MR element and its driver, a plurality of permanent magnets, etc. are used to detect the position of the lens 14. Auto focus control (lens position control) can be performed at low cost without using parts.
As a result, the cellular phone 100 according to the present embodiment can cope with downsizing, thinning, and cost saving, and can efficiently control the lens position.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明の技術的思想をカメラ装置のオートフォーカス処理に適用した。しかしこれに限られず、本発明の技術的思想は、レンズの位置制御によって一定の効果が実現できるものであれば、例えばズーミング処理にも適用できることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and application are possible.
For example, in the above embodiment, the technical idea of the present invention is applied to the autofocus process of the camera device. However, the present invention is not limited to this, and the technical idea of the present invention can be applied to, for example, zooming processing as long as a certain effect can be realized by lens position control.

また、上記実施形態では、圧電素子１８の駆動信号用プラス端子１８ａ及び駆動信号用マイナス端子１８ｂを用いて、第１及び第２電気信号であるレンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０の入力、並びに、第３振動信号である反射波信号４０ａに対応する第３電気信号の出力を行った。しかしこれに限られず、第１及び第２電気信号の入力、並びに、第３振動信号に対応する第３電気信号の出力にそれぞれ専用の電極端子を設けることも可能である。   In the above-described embodiment, the driving signal plus terminal 18a and the driving signal minus terminal 18b of the piezoelectric element 18 are used for the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40, which are the first and second electric signals. The input and the output of the third electric signal corresponding to the reflected wave signal 40a which is the third vibration signal were performed. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to provide dedicated electrode terminals for the input of the first and second electric signals and the output of the third electric signal corresponding to the third vibration signal.

この場合について、図８を参照して、本実施形態の変形例に係る、第１及び第２電気信号の入力、並びに、第３振動信号に対応する第３電気信号の出力にそれぞれ専用の電極端子を設けた圧電素子１１８を説明する。ここで、圧電素子１１８は、駆動信号用マイナス電極１８ｄ側の端面で支持台１５ｓに固定されているが、駆動信号用プラス電極１８ｃ側の端面で支持台１５ｓに固定されていてもよい。
図８に示すように、圧電素子１１８は、駆動信号用電極端子群として、駆動信号用プラス端子１８ａと、駆動信号用マイナス端子１８ｂと、駆動信号用プラス電極１８ｃと、駆動信号用マイナス電極１８ｄと、を備えている。ここで、駆動信号用プラス端子１８ａは、駆動信号用プラス電極１８ｃと電気的に接続され、駆動信号用マイナス端子１８ｂは、駆動信号用マイナス電極１８ｄと電気的に接続されている。圧電素子１１８において、レンズ移動用信号３０（第１電気信号）及びレンズ位置検出用信号４０（第２電気信号）の入力には、この駆動信号用電極端子群を用いる。
さらに、圧電素子１１８は、反射波信号用電極端子群として、反射波信号用プラス端子１８ｆと、反射波信号用マイナス端子１８ｇと、反射波信号用プラス電極１８ｈと、反射波信号用マイナス電極１８ｋと、を備えている。反射波信号用プラス端子１８ｆは、反射波信号用プラス電極１８ｈと電気的に接続され、反射波信号用マイナス端子１８ｇは、反射波信号用マイナス電極１８ｋと電気的に接続されている。
ここで、駆動信号用プラス電極１８ｃと、駆動信号用マイナス電極１８ｄとの間、及び、反射波信号用プラス電極１８ｈと、反射波信号用マイナス電極１８ｋとの間には、いずれも、圧電活性層１８ｅ（の一部）が介在配置されている。圧電素子１１８において、反射波信号４０ａ（第３振動信号）により生じた第３電気信号の出力には、この反射波信号用電極端子群を用いる。
圧電素子１１８の駆動信号用電極端子群では、圧電活性層１８ｅの一部が、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄによって挟まれた構造を有している。ここでの圧電活性層１８ｅは前後方向に、印加される電圧の方向に応じて結晶双極子の分極方向が設定されている。このため、両電極１８ｃ、電極１８ｄにレンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０が印加されることにより、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄによって挟まれた圧電活性層１８ｅが前後方向に伸縮運動を行う。また、この伸縮運動は、支持台１５ｓに向かう場合、当該支持台１５ｓによって前方側に押し返される。これにより、圧電素子１１８から前方側のガイド軸１７ａに第１及び第２振動信号が送信（伝達）される。
一方、圧電素子１１８の反射波信号用電極端子群では、圧電活性層１８ｅの一部が、反射波信号用プラス電極１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極１８ｋによって挟まれた構造を有している。圧電素子１１８は、外部から第３振動信号である反射波信号４０ａを受け取ると、その振動によって、反射波信号用プラス電極１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極１８ｋによって挟まれた圧電活性層１８ｅに交番的な電界が発生する。そして、反射波信号用プラス電極１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極１８ｋに所定のアナログ電圧が誘起される。そして、ＡＦドライバ１２に向けて、反射波信号用プラス端子１８ｆ及び反射波信号用マイナス端子１８ｇから当該アナログ電圧である第３電気信号が出力される。
圧電素子１１８においては、電極間の距離を調整すること等で、駆動信号用電極端子群、反射波信号用電極端子群のために最適な共振周波数が設定されている。これによれば、第２電気信号であるレンズ位置検出用信号４０、第３振動信号である反射波信号４０ａに対応する第３電気信号を、圧電素子１１８から時間的に重複するタイミングで出入力することが可能となり、オートフォーカス制御に要する時間の短縮に寄与させることができる。
なお、図８に示す圧電素子１１８では、反射波信号用電極端子群を支持台１５ｓ側に配置し、駆動信号用電極端子群をガイド軸１７ａ側に配置したが、その逆の配置、即ち、駆動信号用電極端子群を支持台１５ｓ側に配置し、反射波信号用電極端子群をガイド軸１７ａ側に配置することも可能である。 In this case, referring to FIG. 8, electrodes dedicated to the input of the first and second electric signals and the output of the third electric signal corresponding to the third vibration signal according to the modification of the present embodiment, respectively. The piezoelectric element 118 provided with terminals will be described. Here, the piezoelectric element 118 is fixed to the support base 15s at the end face on the drive signal minus electrode 18d side, but may be fixed to the support stand 15s at the end face on the drive signal plus electrode 18c side.
As shown in FIG. 8, the piezoelectric element 118 includes a drive signal plus terminal 18a, a drive signal minus terminal 18b, a drive signal plus electrode 18c, and a drive signal minus electrode 18d as a drive signal electrode terminal group. And. Here, the drive signal plus terminal 18a is electrically connected to the drive signal plus electrode 18c, and the drive signal minus terminal 18b is electrically connected to the drive signal minus electrode 18d. In the piezoelectric element 118, the drive signal electrode terminal group is used for inputting the lens movement signal 30 (first electric signal) and the lens position detection signal 40 (second electric signal).
Furthermore, the piezoelectric element 118 includes a reflected wave signal plus terminal 18f, a reflected wave signal minus terminal 18g, a reflected wave signal plus electrode 18h, and a reflected wave signal minus electrode 18k as a reflected wave signal electrode terminal group. And. The reflected wave signal plus terminal 18f is electrically connected to the reflected wave signal plus electrode 18h, and the reflected wave signal minus terminal 18g is electrically connected to the reflected wave signal minus electrode 18k.
Here, between the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d, and between the reflected wave signal plus electrode 18h and the reflected wave signal minus electrode 18k, the piezoelectric activity is all. The layer 18e (a part thereof) is interposed. In the piezoelectric element 118, this reflected wave signal electrode terminal group is used for the output of the third electric signal generated by the reflected wave signal 40 a (third vibration signal).
The drive signal electrode terminal group of the piezoelectric element 118 has a structure in which a part of the piezoelectric active layer 18e is sandwiched between the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. Here, in the piezoelectric active layer 18e, the polarization direction of the crystal dipole is set in the front-rear direction according to the direction of the applied voltage. Therefore, when the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are applied to both the electrodes 18c and 18d, the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. Performs telescopic motion in the front-rear direction. Further, when the telescopic motion is directed to the support base 15s, it is pushed back to the front side by the support base 15s. Accordingly, the first and second vibration signals are transmitted (transmitted) from the piezoelectric element 118 to the guide shaft 17a on the front side.
On the other hand, the reflected wave signal electrode terminal group of the piezoelectric element 118 has a structure in which a part of the piezoelectric active layer 18e is sandwiched between the reflected wave signal plus electrode 18h and the reflected wave signal minus electrode 18k. When the piezoelectric element 118 receives the reflected wave signal 40a as the third vibration signal from the outside, the piezoelectric element 118 alternates with the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the reflected wave signal positive electrode 18h and the reflected wave signal negative electrode 18k by the vibration. Electric field is generated. Then, a predetermined analog voltage is induced on the reflected wave signal plus electrode 18h and the reflected wave signal minus electrode 18k. Then, the third electric signal, which is the analog voltage, is output from the reflected wave signal plus terminal 18 f and the reflected wave signal minus terminal 18 g toward the AF driver 12.
In the piezoelectric element 118, an optimum resonance frequency is set for the drive signal electrode terminal group and the reflected wave signal electrode terminal group by adjusting the distance between the electrodes. According to this, the third electrical signal corresponding to the lens position detection signal 40, which is the second electrical signal, and the reflected wave signal 40a, which is the third vibration signal, is input / output from the piezoelectric element 118 at a time overlapping timing. This can contribute to shortening the time required for autofocus control.
In the piezoelectric element 118 shown in FIG. 8, the reflected wave signal electrode terminal group is arranged on the support base 15s side, and the drive signal electrode terminal group is arranged on the guide shaft 17a side. It is also possible to arrange the drive signal electrode terminal group on the support base 15s side and the reflected wave signal electrode terminal group on the guide shaft 17a side.

さらに、本発明の技術思想においては、駆動信号用プラス・マイナス電極、及び、反射波信号用プラス・マイナス電極をそれぞれ積層構造とすることもできる。
この場合、図９を参照して、本実施形態の変形例に係る、駆動信号用プラス・マイナス電極２１８ｃ、２１８ｄを積層構造とした圧電素子２１８について説明する。ここで、圧電素子２１８は、駆動信号用プラス電極２１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄ側の端面で支持台１５ｓに固定されているが、反射波信号用プラス電極１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極１８ｋ側の端面で支持台１５ｓに固定されていてもよい。
図９に示すように、圧電素子２１８は、駆動信号用電極端子群として、駆動信号用プラス端子１８ａと、駆動信号用マイナス端子１８ｂと、駆動信号用プラス電極２１８ｃと、駆動信号用マイナス電極２１８ｄと、を備えている。ここで、駆動信号用プラス端子１８ａは、駆動信号用プラス電極２１８ｃと電気的に接続され、駆動信号用マイナス端子１８ｂは、駆動信号用マイナス電極２１８ｄと電気的に接続されている。圧電素子２１８において、レンズ移動用信号３０（第１電気信号）及びレンズ位置検出用信号４０（第２電気信号）の入力には、この駆動信号用電極端子群を用いる。
図９に示す圧電素子２１８の反射波信号用電極端子群は、図８に示す圧電素子１１８の反射波信号用電極端子群と同様な構成であるので、ここでの説明を省略する。
図９に示すように、圧電素子２１８では、駆動信号用プラス電極２１８ｃと、駆動信号用マイナス電極２１８ｄとは、いずれも、複数（図９では３つ）の板状の単位電極を有し、各単位電極が積層構造となっている。さらに、駆動信号用プラス電極２１８ｃの各単位電極（正極）と駆動信号用マイナス電極２１８ｄの各単位電極（負極）とが交互に積層した構造となっている。
図９に示すように、圧電素子２１８の駆動信号用電極端子群では、圧電活性層１８ｅの一部が、駆動信号用プラス電極２１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄの各単位電極によって挟まれた構造を有している。つまり、互いに隣接する、駆動信号用プラス電極２１８ｃの単位電極と、駆動信号用マイナス電極２１８ｄの単位電極との間には、いずれも、圧電活性層１８ｅ（の一部）が介在配置されている。
ここで、圧電活性層１８ｅは、前後方向に、印加される電圧の方向に応じて結晶双極子の分極方向が設定されている。詳しくは、図９に示すように、駆動信号用プラス電極２１８ｃの単位電極及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄの各単位電極によって挟まれた圧電活性層１８ｅの一部は、互いに隣接するもの同士で＋−の方向が異なる分極状態となっている。
このため、両電極２１８ｃ、電極２１８ｄにレンズ移動用信号３０及びレンズ位置検出用信号４０が印加されることにより、互いに隣接する、駆動信号用プラス電極２１８ｃの単位電極及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄの各単位電極によって挟まれた圧電活性層１８ｅの一部が前後方向に伸縮運動を行う。また、この伸縮運動は、支持台１５ｓに向かう場合、当該支持台１５ｓによって前方側に押し返される。したがって、駆動信号用プラス電極２１８ｃの単位電極及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄの各単位電極によって挟まれた圧電活性層１８ｅの一部が、図９に示すように、互いに隣接するもの同士で＋−の方向が異なる分極状態となっていても、圧電素子２１８から、常に前方側、即ち、ガイド軸１７ａ側に第１及び第２振動信号が送信（伝達）されるようになる。
このような圧電素子２１８では、駆動信号用電極端子群の各単位電極間あたりの圧電活性層１８ｅの厚みが薄くなり、駆動信号用電極端子群が非積層構造の圧電素子１８、１１８と比較して、より低い印加電圧の第１及び第２電気信号で駆動信号用電極端子群に高い電界を発生することができる。つまり、低い圧電素子の駆動電圧で大きな機械ひずみ量を得ることができる。この結果、レンズ１４の移動や位置検知のための駆動電圧が低下するので、バッテリー電源の交換頻度や充電頻度を減少させることができる。 Furthermore, in the technical idea of the present invention, the drive signal plus / minus electrodes and the reflected wave signal plus / minus electrodes may each have a laminated structure.
In this case, a piezoelectric element 218 having a laminated structure of drive signal plus / minus electrodes 218c and 218d according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the piezoelectric element 218 is fixed to the support base 15s at the end face on the drive signal plus electrode 218c and the drive signal minus electrode 218d side, but the reflected wave signal plus electrode 18h and the reflected wave signal minus electrode 18k. The end surface on the side may be fixed to the support base 15s.
As shown in FIG. 9, the piezoelectric element 218 includes a drive signal plus terminal 18a, a drive signal minus terminal 18b, a drive signal plus electrode 218c, and a drive signal minus electrode 218d as a drive signal electrode terminal group. And. Here, the drive signal plus terminal 18a is electrically connected to the drive signal plus electrode 218c, and the drive signal minus terminal 18b is electrically connected to the drive signal minus electrode 218d. In the piezoelectric element 218, the driving signal electrode terminal group is used for inputting the lens movement signal 30 (first electric signal) and the lens position detection signal 40 (second electric signal).
The reflected wave signal electrode terminal group of the piezoelectric element 218 shown in FIG. 9 has the same configuration as the reflected wave signal electrode terminal group of the piezoelectric element 118 shown in FIG.
As shown in FIG. 9, in the piezoelectric element 218, each of the drive signal positive electrode 218c and the drive signal negative electrode 218d has a plurality (three in FIG. 9) of plate-like unit electrodes, Each unit electrode has a laminated structure. Further, each unit electrode (positive electrode) of the drive signal plus electrode 218c and each unit electrode (negative electrode) of the drive signal minus electrode 218d are alternately laminated.
As shown in FIG. 9, in the drive signal electrode terminal group of the piezoelectric element 218, a part of the piezoelectric active layer 18e is sandwiched between the drive signal plus electrode 218c and the drive signal minus electrode 218d. have. That is, the piezoelectric active layer 18e (a part thereof) is disposed between the unit electrode of the drive signal plus electrode 218c and the unit electrode of the drive signal minus electrode 218d which are adjacent to each other. .
Here, in the piezoelectric active layer 18e, the polarization direction of the crystal dipole is set in the front-rear direction according to the direction of the applied voltage. Specifically, as shown in FIG. 9, a part of the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the unit electrode of the drive signal plus electrode 218c and the unit electrode of the drive signal minus electrode 218d is adjacent to each other + The-direction is a different polarization state.
Therefore, when the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are applied to both the electrodes 218c and 218d, the unit electrodes of the drive signal plus electrode 218c and the drive signal minus electrode 218d which are adjacent to each other are applied. A part of the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the unit electrodes expands and contracts in the front-rear direction. Further, when the telescopic motion is directed to the support base 15s, it is pushed back to the front side by the support base 15s. Therefore, a part of the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the unit electrode of the drive signal plus electrode 218c and the unit electrode of the drive signal minus electrode 218d is adjacent to each other as shown in FIG. The first and second vibration signals are always transmitted (transmitted) from the piezoelectric element 218 to the front side, i.e., the guide shaft 17a side, even if the directions are polarized.
In such a piezoelectric element 218, the thickness of the piezoelectric active layer 18e between each unit electrode of the drive signal electrode terminal group is reduced, and the drive signal electrode terminal group is compared with the piezoelectric elements 18 and 118 having a non-stacked structure. Thus, a high electric field can be generated in the drive signal electrode terminal group by the first and second electric signals having a lower applied voltage. That is, a large amount of mechanical strain can be obtained with a low driving voltage of the piezoelectric element. As a result, the driving voltage for the movement and position detection of the lens 14 decreases, so that the replacement frequency and charging frequency of the battery power source can be reduced.

図１０を参照して、本実施形態の変形例に係る、駆動信号用プラス・マイナス電極２１８ｃ、２１８ｄに加えて、反射波信号用プラス・マイナス電極３１８ｈ、３１８ｋを積層構造とした圧電素子３１８について説明する。ここで、圧電素子３１８は、駆動信号用プラス電極２１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極２１８ｄ側の端面で支持台１５ｓに固定されているが、反射波信号用プラス電極３１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極３１８ｋ側の端面で支持台１５ｓに固定されていてもよい。
図１０に示す圧電素子３１８の駆動信号用電極端子群は、図９に示す圧電素子２１８の駆動信号用電極端子群と同様な構成であるので、ここでの説明を省略する。
図１０に示すように、圧電素子３１８は、反射波信号用電極端子群として、反射波信号用プラス端子１８ｆと、反射波信号用マイナス端子１８ｇと、反射波信号用プラス電極３１８ｈと、反射波信号用マイナス電極３１８ｋと、を備えている。反射波信号用プラス端子１８ｆは、反射波信号用プラス電極３１８ｈと電気的に接続され、反射波信号用マイナス端子１８ｇは、反射波信号用マイナス電極３１８ｋと電気的に接続されている。圧電素子３１８において、反射波信号４０ａ（第３振動信号）により生じた第３電気信号の出力には、この反射波信号用電極端子群を用いる。
ここで、反射波信号用プラス電極３１８ｈと、反射波信号用マイナス電極３１８ｋとは、いずれも、複数（図１０では３つ）の板状の単位電極を有し、各単位電極が積層構造となっている。さらに、反射波信号用プラス電極３１８ｈの各単位電極（正極）と反射波信号用マイナス電極３１８ｋの各単位電極（負極）とが交互に積層した構造となっている。
図１０に示すように、圧電素子３１８の反射波信号用電極端子群では、圧電活性層１８ｅの一部が、反射波信号用プラス電極３１８ｈ及び反射波信号用マイナス電極３１８ｋの各単位電極によって挟まれた構造を有している。つまり、互いに隣接する、反射波信号用プラス電極３１８ｈの単位電極と、反射波信号用マイナス電極３１８ｋの単位電極との間には、圧電活性層１８ｅ（の一部）が介在配置されている。
ここで、圧電活性層１８ｅは、前後方向に、印加される電圧の方向に応じて結晶双極子の分極方向が設定されている。詳しくは、図１０に示すように、反射波信号用プラス電極３１８ｈの単位電極及び反射波信号用マイナス電極３１８ｋの単位電極によって挟まれた圧電活性層１８ｅの一部は、互いに隣接するもの同士で＋−の方向が異なる分極状態となっている。
このような圧電素子３１８では、反射波信号用電極端子群の単位電極間あたりの圧電活性層１８ｅの厚みが薄くなり、反射波信号用電極端子群が非積層構造の圧電素子１８、１１８、２１８と比較して、より低い信号振幅の第３振動信号で反射波信号用電極端子群により高い電界を発生することができる。つまり、低い圧電素子への振動信号で大きな機械ひずみ量を得ることができる。この結果、発生した電界によって、反射波信号用電極端子群に誘起されるアナログ電圧の変化も大きくなるため、反射波信号４０ａの検知感度を向上させることができる。 Referring to FIG. 10, a piezoelectric element 318 having a laminated structure of reflected wave signal plus / minus electrodes 318h and 318k in addition to drive signal plus / minus electrodes 218c and 218d according to a modification of the present embodiment. explain. Here, the piezoelectric element 318 is fixed to the support base 15s at the end face on the drive signal plus electrode 218c and the drive signal minus electrode 218d side, but the reflected wave signal plus electrode 318h and the reflected wave signal minus electrode 318k. The end surface on the side may be fixed to the support base 15s.
The drive signal electrode terminal group of the piezoelectric element 318 shown in FIG. 10 has the same configuration as the drive signal electrode terminal group of the piezoelectric element 218 shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the piezoelectric element 318 includes a reflected wave signal plus terminal 18f, a reflected wave signal minus terminal 18g, a reflected wave signal plus electrode 318h, and a reflected wave as a reflected wave signal electrode terminal group. A negative electrode for signal 318k. The reflected wave signal plus terminal 18f is electrically connected to the reflected wave signal plus electrode 318h, and the reflected wave signal minus terminal 18g is electrically connected to the reflected wave signal minus electrode 318k. In the piezoelectric element 318, the electrode terminal group for the reflected wave signal is used for the output of the third electric signal generated by the reflected wave signal 40a (third vibration signal).
Here, each of the reflected wave signal positive electrode 318h and the reflected wave signal negative electrode 318k has a plurality of (three in FIG. 10) plate-like unit electrodes, and each unit electrode has a laminated structure. It has become. Further, each unit electrode (positive electrode) of the reflected wave signal positive electrode 318h and each unit electrode (negative electrode) of the reflected wave signal negative electrode 318k are alternately stacked.
As shown in FIG. 10, in the reflected wave signal electrode terminal group of the piezoelectric element 318, a part of the piezoelectric active layer 18e is sandwiched between the unit electrodes of the reflected wave signal plus electrode 318h and the reflected wave signal minus electrode 318k. Has a structure. That is, (a part of) the piezoelectric active layer 18e is interposed between the unit electrode of the reflected wave signal plus electrode 318h and the unit electrode of the reflected wave signal minus electrode 318k which are adjacent to each other.
Here, in the piezoelectric active layer 18e, the polarization direction of the crystal dipole is set in the front-rear direction according to the direction of the applied voltage. Specifically, as shown in FIG. 10, a part of the piezoelectric active layer 18e sandwiched between the unit electrode of the reflected wave signal plus electrode 318h and the unit electrode of the reflected wave signal minus electrode 318k is adjacent to each other. The + and − directions are in different polarization states.
In such a piezoelectric element 318, the thickness of the piezoelectric active layer 18e between the unit electrodes of the reflected wave signal electrode terminal group is reduced, and the reflected wave signal electrode terminal group is a piezoelectric element 18, 118, 218 having a non-stacked structure. As compared with the above, it is possible to generate a higher electric field in the reflected wave signal electrode terminal group with the third vibration signal having a lower signal amplitude. That is, a large amount of mechanical strain can be obtained with a vibration signal to a low piezoelectric element. As a result, the change in analog voltage induced in the reflected wave signal electrode terminal group due to the generated electric field also increases, so that the detection sensitivity of the reflected wave signal 40a can be improved.

また、上記実施形態では、圧電素子１８の圧電活性層１８ｅは、前後方向に分極し、振動信号の伝達方向（振動方向）が、駆動信号用プラス電極１８ｃ及び駆動信号用マイナス電極１８ｄと直交するようにした。しかしこれに限られず、例えば、図１１に示すように、本実施形態の変形例に係る圧電素子４１８において、駆動信号用プラス電極４８ｃ及び駆動信号用マイナス電極４８ｄは、圧電活性層４８ｅの結晶双極子の分極方向に略平行となるように配設することも可能である。これによれば、レンズ移動用信号３０の振動方向が、該振動を生じさせるために当該圧電素子１８内の電極間で形成される電界の方向と略直交する。そして、該電界によって生じた圧電活性層４８ｅの伸縮運動は、支持台１５ｓによって前方側に押し返される。つまり、振動の発生効率が低下するものの、各電極４８ｃ、４８ｄと振動信号の伝達方向（振動方向）とが垂直になるので、各電極４８ｃ、４８ｄと圧電活性層４８ｅとの間で剥離を生じ難くすることができる。   In the above embodiment, the piezoelectric active layer 18e of the piezoelectric element 18 is polarized in the front-rear direction, and the transmission direction (vibration direction) of the vibration signal is orthogonal to the drive signal plus electrode 18c and the drive signal minus electrode 18d. I did it. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, in the piezoelectric element 418 according to the modification of the present embodiment, the drive signal plus electrode 48c and the drive signal minus electrode 48d are the crystal bipolar layers of the piezoelectric active layer 48e. It is also possible to arrange it so as to be substantially parallel to the polarization direction of the child. According to this, the vibration direction of the lens moving signal 30 is substantially orthogonal to the direction of the electric field formed between the electrodes in the piezoelectric element 18 in order to cause the vibration. The expansion / contraction motion of the piezoelectric active layer 48e generated by the electric field is pushed back to the front side by the support base 15s. That is, although the generation efficiency of vibration is reduced, the electrodes 48c and 48d are perpendicular to the transmission direction (vibration direction) of the vibration signal, so that separation occurs between the electrodes 48c and 48d and the piezoelectric active layer 48e. Can be difficult.

また、上記実施形態では、距離計２７で計測した被写体とカメラ装置１０（携帯電話機１００）との間の離間距離を用いてレンズ１４のフォーカス位置（ＪＰ）を決定するとともに、圧電素子１８を用いてレンズ１４の現在位置（レンズ位置Ｌ）を決定し、ＪＰにレンズを移動するオートフォーカス制御を行った。この制御では、圧電素子１８からレンズ移動用信号３０を送信した後は、レンズ１４の現在位置を検知していないので、万一、レンズ移動用信号３０を送信した後にレンズ１４の位置が変動した場合には、正確なオートフォーカス制御が行われないことになる。しかしこれに限られず、例えば、圧電素子１８からレンズ移動用信号３０を送信した後も、さらに圧電素子１８を用いてレンズ１４の現在位置を検知し、両者の離間距離に基づいてレンズ１４の位置制御を行うことも可能である。これによれば、レンズ１４の位置が一旦、光学系制御部２０にフィードバックされるので、より高精度なオートフォーカス制御が可能となる。   In the above embodiment, the focus position (JP) of the lens 14 is determined using the separation distance between the subject measured by the distance meter 27 and the camera device 10 (mobile phone 100), and the piezoelectric element 18 is used. The current position of the lens 14 (lens position L) was determined, and autofocus control was performed to move the lens to JP. In this control, since the current position of the lens 14 is not detected after the lens movement signal 30 is transmitted from the piezoelectric element 18, the position of the lens 14 fluctuates after the lens movement signal 30 is transmitted. In this case, accurate autofocus control is not performed. However, the present invention is not limited to this. For example, even after the lens movement signal 30 is transmitted from the piezoelectric element 18, the current position of the lens 14 is further detected using the piezoelectric element 18, and the position of the lens 14 is determined based on the distance between the two. It is also possible to perform control. According to this, since the position of the lens 14 is once fed back to the optical system controller 20, more accurate autofocus control can be performed.

また、上記実施形態では、圧電素子１８からレンズ移動用信号３０、レンズ位置検出用信号４０を送信し、それぞれ、レンズ１４の移動、レンズ１４の位置検出に使用した。しかしこれに限られず、図５（ｂ）に示すように、それらの信号に加え、さらに、圧電素子１８からレンズ１４のガタツキを補正するためのガタツキ補正用信号５０を送信することもできる。このガタツキ補正用信号５０は、誤ってレンズ１４が移動しないように、その振幅を、レンズ移動用信号３０よりも小さくすることが望ましい。また、圧電素子１８からガタツキ補正用信号５０を送信するタイミングは、レンズ移動用信号３０、レンズ位置検出用信号４０の送信タイミングと重複しないようにする限り、任意に設定可能である。例えば、ＡＦドライバ１２からのデジタル信号に基づくレンズ１４のガタツキ検出操作→ガタツキ補正用信号５０のガイド軸１７ａへの送信によるレンズ１４のガタツキ補正操作→通常のレンズ移動操作→レンズ位置検出処理（ＪＰに一致）→ガタツキ検出操作→ガタツキ補正操作、のシーケンスを設定することができる。この場合、ガタツキ補正操作を行った直後に、その補正操作の結果の確認のためのガタツキ検出操作を行うことができる。   In the above embodiment, the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40 are transmitted from the piezoelectric element 18 and are used for the movement of the lens 14 and the position detection of the lens 14, respectively. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 5B, in addition to these signals, a backlash correction signal 50 for correcting backlash of the lens 14 can be transmitted from the piezoelectric element 18. The backlash correction signal 50 preferably has an amplitude smaller than that of the lens movement signal 30 so that the lens 14 does not move by mistake. Further, the timing at which the backlash correction signal 50 is transmitted from the piezoelectric element 18 can be arbitrarily set as long as it does not overlap with the transmission timing of the lens movement signal 30 and the lens position detection signal 40. For example, a rattling detection operation of the lens 14 based on a digital signal from the AF driver 12 → a rattling correction operation of the lens 14 by transmitting a rattling correction signal 50 to the guide shaft 17 a → a normal lens moving operation → a lens position detection process (JP )) → Rack detection operation → Backlash correction operation sequence can be set. In this case, immediately after the backlash correction operation is performed, a backlash detection operation for checking the result of the correction operation can be performed.

上記実施形態では、ユーザによる携帯電話機１００の取り扱いによる振動等によって、レンズ１４が任意の位置に移動している場合でも、柔軟に対応できる動作フロー（図６参照）を採用した。しかしこれに限られず、図１３に示すように、図６に示すフローチャートにおいて、さらに次のステップＳ１０４ａ及びステップＳ１０８ａを追加することも可能である。これによれば、ユーザによる携帯電話機１００の取り扱いによっては、レンズ１４が移動しない場合に有効な動作フローが実現できる。   In the above-described embodiment, an operation flow (see FIG. 6) that can flexibly cope with the case where the lens 14 is moved to an arbitrary position due to vibration or the like due to the handling of the mobile phone 100 by the user is employed. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 13, it is also possible to add the following steps S104a and S108a to the flowchart shown in FIG. According to this, depending on the handling of the mobile phone 100 by the user, an effective operation flow can be realized when the lens 14 does not move.

図１３に示すフローチャートでは、ステップＳ１０３の次のステップＳ１０３ａにおいて、光学系制御部２０は、ＲＡＭ２１に前回のレンズ位置情報が記憶されているか否かを判別する。つまり、前回のオートフォーカス制御の結果としてのレンズ位置情報がＲＡＭ２１に存在するか否かを判別する（ステップＳ１０３ａ）。   In the flowchart shown in FIG. 13, in step S <b> 103 a subsequent to step S <b> 103, the optical system control unit 20 determines whether or not the previous lens position information is stored in the RAM 21. That is, it is determined whether or not the lens position information as a result of the previous autofocus control exists in the RAM 21 (step S103a).

そして、光学系制御部２０は、ＲＡＭ２１に前回のレンズ位置情報が記憶されていないと判別した場合（ステップＳ１０３ａ：ＮＯ）には、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０６の処理を行う。一方、ＲＡＭ２１に前回のレンズ位置情報が記憶されていると判別した場合（ステップＳ１０３ａ：ＹＥＳ）には、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０６の処理をスキップし、ステップＳ１０７、Ｓ１０７ａの処理を行う。   If the optical system control unit 20 determines that the previous lens position information is not stored in the RAM 21 (step S103a: NO), the optical system control unit 20 performs the processes of steps S104 to S106. On the other hand, when it is determined that the previous lens position information is stored in the RAM 21 (step S103a: YES), the processing of steps S104 to S106 is skipped and the processing of steps S107 and S107a is performed.

ステップＳ１０７ａでは、光学系制御部２０は、次回のオートフォーカス制御に備え、ＲＡＭ２１に現在のレンズ位置を記憶する（ステップＳ１０７ａ）とともに、ここでのオートフォーカス制御処理を一旦終了する（ステップＳ１０８）。   In step S107a, the optical system control unit 20 stores the current lens position in the RAM 21 in preparation for the next autofocus control (step S107a) and once ends the autofocus control process here (step S108).

１０ カメラ装置
１４ レンズ
１４ａ レンズマウント
１７ａ ガイド軸（案内部材）
１７ｂ 支持軸
１８ 圧電素子（アクチュエータ素子）
１９ 光軸
２０ 光学系制御部（制御部）
３０ レンズ移動用信号（第１電気信号）
４０ レンズ位置検出用信号（第２電気信号）
１００ 携帯電話機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Camera apparatus 14 Lens 14a Lens mount 17a Guide shaft (guide member)
17b Support shaft 18 Piezoelectric element (actuator element)
19 Optical axis 20 Optical system control unit (control unit)
30 Lens movement signal (first electrical signal)
40 Lens position detection signal (second electrical signal)
100 mobile phone

Claims (10)

レンズを光軸方向に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現する光学構造であって、
前記レンズを支持するレンズマウントに摩擦係合し、前記レンズマウントを前記光軸方向に移動させるための案内部材と、
外部から入力された電気信号を振動信号に変換するとともに、外部から受信した振動信号を電気信号に変換するアクチュエータ素子と、
前記アクチュエータ素子に第１及び第２電気信号を入力し、当該アクチュエータ素子から、それぞれ、第１及び第２振動信号を送信させるとともに、前記アクチュエータ素子から外部からの振動信号に基づく電気信号を受け取る制御部と、を備え、
前記アクチュエータ素子は、前記制御部からの前記第１電気信号に基づき、前記第１振動信号を前記案内部材に送信し、前記レンズを前記レンズマウントと共に前記案内部材に沿って前記光軸方向に移動させるとともに、前記制御部からの前記第２電気信号に基づき、前記第２振動信号を前記案内部材に送信し、
前記制御部は、前記第２電気信号と、前記第２振動信号が前記レンズマウントで反射して生じた第３振動信号である反射波信号が前記アクチュエータ素子で変換された第３電気信号との時間差に基づいて、前記光軸方向における前記レンズの位置を検出するとともに、前記アクチュエータ素子に前記第１電気信号を入力し、前記検出したレンズの位置から目標とするレンズの位置に前記レンズを移動させ、
前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号の振動方向が、該振動を生じさせるために当該アクチュエータ素子内の電極間で形成される電界の方向と略直交するものであり、
前記アクチュエータ素子は、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群と、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群と、を備えており、
前記アクチュエータ素子は、ＰＺＴ系セラミックス、圧電単結晶、及び高分子樹脂・セラミックス複合材料からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる圧電素子であり、
前記圧電素子内の駆動信号用電極端子群と反射波信号用電極端子群とは、当該圧電素子の分極方向と略直交する方向に配設されている、
ことを特徴とする光学構造。 An optical structure that realizes a focus function or a zooming function by moving a lens in the optical axis direction,
A frictional engagement with a lens mount that supports the lens, and a guide member for moving the lens mount in the optical axis direction;
An actuator element that converts an electric signal input from the outside into a vibration signal, and converts a vibration signal received from the outside into an electric signal;
Control for inputting first and second electric signals to the actuator element, causing the actuator element to transmit first and second vibration signals, respectively, and receiving an electric signal based on an external vibration signal from the actuator element. And comprising
The actuator element transmits the first vibration signal to the guide member based on the first electric signal from the control unit, and moves the lens along the guide member in the optical axis direction together with the lens mount. And based on the second electric signal from the control unit, the second vibration signal is transmitted to the guide member,
The control unit includes: the second electric signal; and a third electric signal obtained by converting a reflected wave signal, which is a third vibration signal generated by reflecting the second vibration signal by the lens mount, to the actuator element . Based on the time difference , the position of the lens in the optical axis direction is detected, and the first electrical signal is input to the actuator element, and the lens is moved from the detected lens position to a target lens position. Let
In the actuator element, the vibration direction of the first vibration signal is substantially orthogonal to the direction of the electric field formed between the electrodes in the actuator element in order to cause the vibration.
The actuator element outputs a drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electrical signals corresponding to the first and second vibration signals, and a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal. And a reflected wave signal electrode terminal group to be used,
The actuator element is a piezoelectric element made of at least one material selected from the group consisting of PZT ceramics, piezoelectric single crystals, and polymer resin / ceramic composite materials,
The drive signal electrode terminal group and the reflected wave signal electrode terminal group in the piezoelectric element are disposed in a direction substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric element.
An optical structure characterized by that. 前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号を、前記第２振動信号と異なるタイミングで送信することを特徴とする請求項１に記載の光学構造。 The actuator elements, optical structure of claim 1, said first oscillating signal, and transmits at different timings and the second oscillation signal. 前記アクチュエータ素子は、前記第２振動信号を、前記第１振動信号よりも高い周波数で送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学構造。 The actuator elements, optical structure according to claim 1 or 2, characterized in that said second oscillation signal, and transmits at a higher frequency than the first oscillation signal. 前記アクチュエータ素子は、前記第２振動信号を、前記第１振動信号よりも小さい振動振幅で送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学構造。 The actuator elements, said second oscillation signal, an optical structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that sending a small vibration amplitude than the first oscillation signal. 前記アクチュエータ素子は、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群と、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群と、に代えて、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群、及び、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群の双方として機能する電極端子群、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学構造。 The actuator element outputs a drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electrical signals corresponding to the first and second vibration signals, and a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal. Instead of the reflected wave signal electrode terminal group to be used, the drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electric signals corresponding to the first and second vibration signals, and the reflected wave signal optical according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises an electrode terminal group, which functions as both a reflected wave signal electrode terminals used for output of the third electrical signal corresponding to the Construction. 前記駆動信号用電極端子群は、正極と負極とを交互に積層した構造の電極群を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学構造。 The driving signal electrode terminal group, optical structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is configured to include an electrode group having a structure formed by laminating the positive electrode and the negative electrode alternately. 前記反射波信号用電極端子群は、正極と負極とを交互に積層した構造の電極群を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学構造。 The reflected wave signal electrode terminal group, optical structure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is configured to include an electrode group having a structure formed by laminating the positive electrode and the negative electrode alternately . 前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号の振動方向が、該振動を生じさせるために当該アクチュエータ素子内の電極間で形成される電界の方向と略平行なものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学構造。 The actuator element is characterized in that a vibration direction of the first vibration signal is substantially parallel to a direction of an electric field formed between electrodes in the actuator element to cause the vibration. the optical structure according to any one of 1 to 7. レンズを所定位置に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現するカメラ装置が搭載された携帯端末であって、
前記カメラ装置は、前記フォーカス機能又はズーミング機能を実現するべく請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学構造を備えていることを特徴とする携帯端末。 A mobile terminal equipped with a camera device that realizes a focus function or a zooming function by moving a lens to a predetermined position,
The mobile device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the camera device includes the optical structure according to any one of claims 1 to 8 to realize the focus function or the zooming function. レンズを光軸方向に移動させることでフォーカス機能又はズーミング機能を実現する光学構造に使用される方法であって、A method used for an optical structure that realizes a focus function or a zooming function by moving a lens in an optical axis direction,
前記光学構造は、前記レンズを支持するレンズマウントに摩擦係合し、前記レンズマウントを前記光軸方向に移動させるための案内部材と、The optical structure is frictionally engaged with a lens mount that supports the lens, and a guide member for moving the lens mount in the optical axis direction;
外部から入力された電気信号を振動信号に変換するとともに、外部から受信した振動信号を電気信号に変換するアクチュエータ素子と、An actuator element that converts an electric signal input from the outside into a vibration signal, and converts a vibration signal received from the outside into an electric signal;
アクチュエータ素子に第１及び第２電気信号を入力し、当該アクチュエータ素子から、それぞれ、第１及び第２振動信号を送信させるとともに、前記アクチュエータ素子から外部からの振動信号に基づく電気信号を受け取るステップと、Inputting first and second electric signals to the actuator element, transmitting the first and second vibration signals from the actuator element, respectively, and receiving an electric signal based on an external vibration signal from the actuator element; ,
前記アクチュエータ素子が、前記第１電気信号に基づき、前記第１振動信号を前記案内部材に送信し、前記レンズを前記レンズマウントと共に前記案内部材に沿って前記光軸方向に移動させるとともに、前記第２電気信号に基づき、前記第２振動信号を前記案内部材に送信するステップと、The actuator element transmits the first vibration signal to the guide member based on the first electrical signal, moves the lens together with the lens mount along the guide member in the optical axis direction, and Transmitting the second vibration signal to the guide member based on two electrical signals;
前記第２電気信号と、前記第２振動信号が前記レンズマウントで反射して生じた第３振動信号である反射波信号が前記アクチュエータ素子で変換された第３電気信号との時間差に基づいて、前記光軸方向における前記レンズの位置を検出するとともに、前記アクチュエータ素子に前記第１電気信号を入力し、前記検出したレンズの位置から目標とするレンズの位置に前記レンズを移動させるステップと、を備え、Based on the time difference between the second electrical signal and the third electrical signal obtained by converting the reflected wave signal, which is a third vibration signal generated by the reflection of the second vibration signal by the lens mount, by the actuator element, Detecting the position of the lens in the optical axis direction, inputting the first electric signal to the actuator element, and moving the lens from the detected lens position to a target lens position; Prepared,
前記アクチュエータ素子は、前記第１振動信号の振動方向が、該振動を生じさせるために当該アクチュエータ素子内の電極間で形成される電界の方向と略直交するものであり、In the actuator element, the vibration direction of the first vibration signal is substantially orthogonal to the direction of the electric field formed between the electrodes in the actuator element in order to cause the vibration.
前記アクチュエータ素子は、前記第１及び第２振動信号に対応する前記第１及び第２電気信号の入力に用いる駆動信号用電極端子群と、前記反射波信号に対応する第３電気信号の出力に用いる反射波信号用電極端子群と、を備えており、The actuator element outputs a drive signal electrode terminal group used for inputting the first and second electrical signals corresponding to the first and second vibration signals, and a third electrical signal corresponding to the reflected wave signal. And a reflected wave signal electrode terminal group to be used,
前記アクチュエータ素子は、ＰＺＴ系セラミックス、圧電単結晶、及び高分子樹脂・セラミックス複合材料からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる圧電素子であり、The actuator element is a piezoelectric element made of at least one material selected from the group consisting of PZT ceramics, piezoelectric single crystals, and polymer resin / ceramic composite materials,
前記圧電素子内の駆動信号用電極端子群と反射波信号用電極端子群とは、当該圧電素子の分極方向と略直交する方向に配設されている、レンズの位置検出方法。The lens position detection method, wherein the drive signal electrode terminal group and the reflected wave signal electrode terminal group in the piezoelectric element are arranged in a direction substantially orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric element.

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