(57)【要約】【課題】停止時の振動波モータの消費電力を削減し、更に、ギアの歯飛びや歯面の欠けの発生を防止することができる駆動装置を提供する。【解決手段】パンチルトカメラ１００は、カメラ部１０２、パンユニット１１５、振動波モータ１０３、１１０、エンコーダセンサ１０６、１１３、エンコーダスケール１０７、１１４を備える。振動波モータ１０３、１１０は、圧電素子７、振動子２、スライダ部材３、ロータ４、シャフト１０を備える。振動波モータ１０３の停止直後に使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させた場合、エンコーダセンサ１０６（１１３）でエンコーダパルスが検出される。制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生させ、駆動パルス発生器２４を介してドライバＡ２５、ドライバＢ２６に供給する。しかし、振動波モータ１０３を停止してから所定時間経過後はエンコーダセンサ１０６（１１３）による検出を中止する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動電圧の印加により振動する振動体及び前記振動体の振動によって生じた進行波により駆動される移動体を有する振動波モータと、
前記駆動電圧の印加を制御する制御手段と、
前記振動波モータの駆動力が伝達される駆動対象部の移動を検出する移動検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動電圧の印加がない状態が所定時間以下のときに前記移動検出手段により前記駆動対象部の移動が検出された場合は、前記電気−機械エネルギ変換素子に前記駆動電圧を印加して、前記振動体に定在波を発生させ、所定時間を超えて前記駆動電圧の印加がない場合は、前記定在波を発生させないように制御することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定時間を超えて前記駆動電圧の印加がない場合は、前記移動検出手段の動作を停止することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記振動体に発生させる前記定在波の周波数は、前記振動波モータに印加する電流値が最低となる周波数の近傍の周波数であることを特徴とする請求項１または２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記振動体に前記定在波を発生させるために、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加される前記駆動電圧は、前記振動波モータを通常駆動する場合の前記駆動電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項１または２記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の駆動装置を備える電子機器。
【請求項６】
前記電子機器は、チルト方向及びパン方向に回転する撮像装置であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動電圧の印加により振動する振動体と、前記振動体の振動によって生じた進行波により駆動される移動体とを有する振動波モータとを備える駆動装置の制御方法において、 
前記振動波モータの駆動力が伝達される駆動対象部の移動を検出する検出ステップと、
前記駆動電圧の印加がない状態が所定時間以下のときに前記検出ステップにより前記駆動対象部の移動が検出された場合は、前記電気−機械エネルギ変換素子に前記駆動電圧を印加して、前記振動体に定在波を発生させ、所定時間を超えて前記駆動電圧の印加がない場合は、前記定在波を発生させないようにする制御ステップと、
を備えることを特徴とする駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することで振動体を励振させ、振動体に押圧された移動体に対し摩擦による駆動力を付与する振動波モータを含む駆動装置及びその制御方法、並びにその駆動装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動体に発生した振動により対象物を駆動する振動波モータ（超音波モータ）が開発され、実用化されている。振動波モータは、圧電素子などの電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することにより圧電素子に高周波振動を発生させ、その振動エネルギを連続的な機械運動として取り出すように構成されたモータである。
【０００３】
図１０は、従来例に係る振動波モータの構成例を示す断面図である。
【０００４】
図１０において、圧電素子群２０１は、２極に分極され、圧電素子が多重に積載され焼成されている。振動子２０２は、圧電素子群２０１に溶接され、圧電素子群２０１で発生した振動を増幅する。周知のように、圧電素子群２０１の一方の極と他方の極に印加する駆動電圧の時間的位相を調整することによって、振動子２０２に進行波を発生させたり、定在波を発生させたりすることが可能である。
【０００５】
ツバ２０３は、ロータ２０４に固定され、ロータ２０４は、バネケース２０５と一体に設けられている。ツバ２０３は、バネケース２０５に保持された加圧バネ２０６により振動子２０２に加圧されている。
【０００６】
シャフト２１０には回り止め２１３が圧入され、回り止め２１３とロータ２０４係合されている。シャフト２１０は、ケース２１２に固定された軸受Ａ２０８と軸受Ｂ２０９により回転可能に支持されている。フランジ２１１は、ケース２１２に固定され、振動波モータを駆動する機器に固定する。
【０００７】
上記構成の振動波モータでは、振動子２０２の振動によって生じた進行波によりツバ２０３が回転し、その回転力が、ツバ２０３が固定されているロータ２０４から回り止め２１３に伝達され、これにより回り止め２１３が圧入されているシャフト２１０が回転する。
【０００８】
図１１は、振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【０００９】
図１１において、振動波モータは、図示のような特性を有するので、この特性を利用して振動波モータの回転速度を制御する。即ち、振動波モータを起動する場合、通常、起動時の駆動電圧周波数を共振周波数ｆＭより十分高い周波数ｆｓに設定する。
【００１０】
周波数ｆｓから徐々に周波数を下げていくと、周波数ｆ１で振動波モータが動き出す。更に周波数を下げていくと、振動波モータの回転数は、該当周波数に対応する回転数になるまで徐々に上がっていく。
【００１１】
一方、振動波モータの回転速度を検出し、検出された回転速度が目標回転速度Ｎａに達したならば周波数の低下を停止する。振動波モータを停止する場合には、逆に周波数を徐々に上げていき、回転速度を下げ、滑らかに停止させる。
【００１２】
また、振動波モータは、振動子２０２とツバ２０３は常に加圧されているため、その間に摩擦力が発生している。そのため、振動波モータは、停止時に自己保持力を有するという特徴がある。
【００１３】
図１０に示した振動波モータの振動子２０２の材質はＳＵＳ材で、ツバ２０３と接触する面はチッ化処理され、ツバ２０３の材質もＳＵＳ材である。更に、振動子２０２、ツバ２０３の接触面は両者とも研磨加工されている。
【００１４】
このように構成された振動波モータは、回転停止直後の保持トルクが高く、そのまま放置しておくと次第に保持トルクが減少し、停止直後に比べ、１／４から１／６に減少する場合もある。
【００１５】
ここで、振動波モータのモータ軸に連結された出力軸（駆動軸）の駆動力をギアを介して取り出し該駆動力を利用する装置において、使用者が手動で出力軸側から振動波モータを回転させる場合を考える。
【００１６】
この場合は、上述したように、振動波モータには自己保持力があるため、振動波モータのモータ軸に取り付けたギアの回転は規制される。特に、停止直後の自己保持力が高い時に、手動で出力軸から振動波モータを回転させようとした場合、モータ軸に取り付けたギアと該ギアに噛合うギアとの間で、ギアの歯飛びや歯面の欠けが発生するという問題がある。尚、ギアの歯飛びとは、当該ギアの歯が相手側ギアの噛合うべき歯の次の歯に飛ぶ現象である。
【００１７】
上記問題を解決するため、振動波モータを外部から手動で駆動（マニュアル手動モードで駆動）する場合に、振動子へ定在波を発生させるよう圧電素子に駆動電圧を印加し、振動波モータの保持トルクの低減を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１８９７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述特許文献１に開示された技術では、振動波モータの停止時に常に振動波モータの駆動状況を監視しているため、電力を無駄に消費してしまうという問題点がある。更に、振動波モータの場合は停止時間が長くなると保持トルクが急激に低くなるため、振動子へ定在波を発生させる必要がない場合もある。このような場合においても定在波を発生させるとすると、より電力を無駄に消費することになる。特に、近年、プリンタやパンチルトカメラ等の電子機器のモバイル化が進行し、そのため電池駆動が必須となる。従って、待機時の消費電力削減は大きな課題となっている。
【００１９】
本発明の目的は、停止時の振動波モータの消費電力を削減し、更に、ギアの歯飛びや歯面の欠けの発生を防止することができる駆動装置及びその制御方法、並びに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動電圧の印加により振動する振動体及び前記振動体の振動によって生じた進行波により駆動される移動体を有する振動波モータと、前記駆動電圧の印加を制御する制御手段と、前記振動波モータの駆動力が伝達される駆動対象部の移動を検出する移動検出手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動電圧の印加がない状態が所定時間以下のときに前記移動検出手段により前記駆動対象部の移動が検出された場合は、前記電気−機械エネルギ変換素子に前記駆動電圧を印加して、前記振動体に定在波を発生させ、所定時間を超えて前記駆動電圧の印加がない場合は、前記定在波を発生させないように制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の電子機器は、請求項１乃至４の何れかに記載の駆動装置を備える。
【００２２】
請求項７記載の駆動装置の制御方法は、電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動電圧の印加により振動する振動体と、前記振動体の振動によって生じた進行波により駆動される移動体とを有する振動波モータとを備える駆動装置の制御方法において、 前記振動波モータの駆動力が伝達される駆動対象部の移動を検出する検出ステップと、前記駆動電圧の印加がない状態が所定時間以下のときに前記検出ステップにより前記駆動対象部の移動が検出された場合は、前記電気−機械エネルギ変換素子に前記駆動電圧を印加して、前記振動体に定在波を発生させ、所定時間を超えて前記駆動電圧の印加がない場合は、前記定在波を発生させないようにする制御ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の駆動装置によれば、停止時の振動波モータの消費電力を削減し、更に、ギアの歯飛びや歯面の欠けの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る振動波モータを備えるパンチルトカメラの上方斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る振動波モータを備えるパンチルトカメラの下方斜視図である。
【００２６】
図１及び図２において、パンチルトカメラ１００は、本発明の駆動装置を備えるものであり、駆動装置により、駆動対象部であるカメラ部１０２をパン、チルト方向に駆動するものである。
【００２７】
パンチルトカメラ１００は、ベース１０１、カメラ部（駆動対象部）１０２、チルト駆動用振動波モータ１０３、チルトモータピニオンギア（伝達機構）１０４、チルトギア（伝達機構）１０５を備えている。
【００２８】
また、パンチルトカメラ１００は、チルト部エンコーダセンサ（移動検出手段）１０６、チルト部エンコーダスケール１０７を備えている。
【００２９】
更に、パンチルトカメラ１００は、パン駆動用振動波モータ１１０、パンモータピニオンギア（伝達機構）１１１、パンギア（伝達機構）１１２、パン部エンコーダセンサ（移動検出手段）１１３、パン部エンコーダスケール１１４を備えている。
【００３０】
パンチルトカメラ１００は、ベース１０１上に設けられたカメラ部１０２がチルト方向（図１中Ｂ１方向、Ｂ２方向）及びパン方向（図２中Ｄ１方向、Ｄ２方向）に回転し、撮像動作を行う。パンユニット１１５は、カメラ部１０２と後述するチルト駆動部を有する。パン駆動用振動波モータ１１０を駆動することで、ベース１０１は、パンユニット１１５に対して自在に回転する。
【００３１】
カメラ部１０２には、不図示のチルトモータ軸が装備されている。チルト駆動用振動波モータ（以下、振動波モータ）１０３は、カメラ部１０２をチルト方向に回転させる駆動力を発生する。
【００３２】
パン駆動用振動波モータ（以下、振動波モータ）１１０は、ベース１０１をパン方向に回転させる駆動力を発生するため、ベース１０１上に設けられたカメラ部１０２をパン方向に回転させる。振動波モータ１０３、１１０の主要部の構成は図４に基づき後述する。
【００３３】
チルトモータピニオンギア（以下、ピニオンギア）１０４は、振動波モータ１０３のモータ軸に固定されている。チルトギア１０５は、チルトモータ軸に取り付けられており、ピニオンギア１０４と噛合っている。
【００３４】
チルト部エンコーダスケール（以下、エンコーダスケール）１０７は、スリット部（不図示）を備えると共に、チルトモータ軸に取り付けられており、チルトギア１０５と共に、即ち、カメラ部１０２の回転と共に、矢印Ｂ１、Ｂ２方向に回転する。
【００３５】
チルト部エンコーダセンサ（以下、エンコーダセンサ）１０６は、エンコーダスケール１０７のスリット部を読み取ることで、エンコーダスケール１０７の回転状態を検出する。
【００３６】
振動波モータ１０３が図１の矢印Ａ１方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転すると、カメラ部１０２は、ピニオンギア１０４とチルトギア１０５のギア噛合いによって、矢印Ｂ１方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転する。
【００３７】
一方、振動波モータ１０３が図１の矢印Ａ２方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転すると、カメラ部１０２は、ピニオンギア１０４とチルトギア１０５のギア噛合いによって、矢印Ｂ２方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転する。
【００３８】
ここで、使用者がカメラ部１０２を矢印Ｂ１方向もしくは矢印Ｂ２方向に手動で回動させようとすると、回転力がチルトギア１０５に伝達され、更にチルトギア１０５に噛合っているピニオンギア１０４に伝達される。
【００３９】
チルトギア１０５は、ピニオンギア１０４に対して減速されている構造を有するので、チルトギア１０５で発生する回転トルクは、ピニオンギア１０４軸上では減速比分だけ小さくなる。
【００４０】
使用者がカメラ部１０２を回転させるための最大力は、振動波モータ１０３の保持トルクに減速比を乗算したものになる。しかし、振動波モータ１０３が連続的に駆動された場合の停止直後では、保持トルクが非常に大きくなるため、回転力も大きくなってしまう。
【００４１】
当然、チルトギア１０５とピニオンギア１０４との間で発生する駆動伝達力も大きくなるので、ギアの歯面の欠けや歯飛びが発生する可能性がある。上記問題を回避する技術については後述する。
【００４２】
パンモータピニオンギア（以下、ピニオンギア）１１１は、振動波モータ１１０のモータ軸に固定されている。パンギア１１２は、ベース１０１に取り付けられており、ピニオンギア１１１と噛合っている。
【００４３】
パン部エンコーダスケール（以下、エンコーダスケール）１１４は、スリット部（不図示）を備えており、パンユニット１１５の回転と共に矢印Ｄ１、Ｄ２方向に回転する。パン部エンコーダセンサ（以下、エンコーダセンサ）１１３は、エンコーダスケール１１４のスリット部を読み取ることで、エンコーダスケール１１４の回転状態を検出する。
【００４４】
振動波モータ１１０が図２の矢印Ｃ１方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転すると、パンユニット１１５は、ピニオンギア１１１とパンギア１１２のギアの噛合いによって矢印Ｄ１方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転する。
【００４５】
一方、振動波モータ１１０が図２の矢印Ｃ２方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転すると、パンユニット１１５は、ピニオンギア１１１とパンギア１１２のギアの噛合いによって矢印Ｄ２方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転する。
【００４６】
ここで、使用者がパンユニット１１５を矢印Ｄ１方向もしくは矢印Ｄ２方向に手動で回動させようとすると、回転力がパンギア１１２に伝達され、更に、パンギア１１２に噛合っているピニオンギア１１１に伝達される。
【００４７】
パンギア１１２は、ピニオンギア１１１に対して減速されている構造を有するので、パンギア１１２で発生する回転トルクは、ピニオンギア１１１軸上では減速比分だけ小さくなる。
【００４８】
使用者がパンユニット１１５を回転させるための最大力は、振動波モータ１１０の保持トルクに減速比を乗算したものになる。しかし、振動波モータ１１０が連続的に駆動された場合の停止直後では、保持トルクが非常に大きくなるので、回転力も非常に大きくなってしまう。
【００４９】
また、パンギア１１２とピニオンギア１１１との間で発生する駆動伝達力も大きくなるので、ギア歯面の欠けや歯飛びが発生する可能性がある。上記問題を回避する技術については後述する。
【００５０】
図３は、振動波モータの駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【００５１】
図３において、振動波モータの駆動制御系は、本発明の駆動装置を構成する。
【００５２】
振動波モータの駆動制御系は、制御部（制御手段）２０、比較器２１、ゲイン制御回路２２、電圧制御発振器（制御手段）２３、駆動パルス発生器２４、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６、電源２７、速度検出器２８を備えている。
【００５３】
尚、駆動制御系は、振動波モータ１０３及び振動波モータ１１０のそれぞれに対応して２系統設けられているが、図３では便宜上１系統のみ図示している。
【００５４】
制御部２０は、各部の制御を司ると共に、振動波モータ１０３（１１０）の目標回転数の設定を含む制御を行うコンピュータから構成されており、プログラムに基づき、後述する図５、図６の各フローチャートに示す処理を実行する。
【００５５】
比較器２１は、制御部２０により設定された目標回転数と、速度検出器２８がエンコーダセンサ１０６（１１３）の読取値に基づき検出した振動波モータ１０３（１１０）の回転数（回転速度）とを比較し、その差分に応じた信号を出力する。
【００５６】
ゲイン制御回路２２は、比較器２１の出力信号に基づきゲイン（積分ゲイン、比例ゲイン等）を制御する。
【００５７】
電圧制御発振器２３は、ゲイン制御回路２２の出力信号に基づきゲイン制御されたパルス信号（定在波）を発生する。
【００５８】
駆動パルス発生器２４は、振動波モータ１０３（１１０）の駆動相をＡ相、Ｂ相に振り分けるため駆動パルス信号を発生する。進行波の場合は、駆動パルス信号はＡ相とＢ相では９０°位相がずれて生成される。
【００５９】
ドライバＡ２５は、Ａ相の駆動パルス信号を正弦波信号に変換し、振動波モータ１０３（１１０）の圧電素子に駆動電圧として出力する。ドライバＢ２６は、Ｂ相の駆動パルス信号を正弦波信号に変換し、振動波モータ１０３（１１０）の圧電素子に駆動電圧として出力する。
【００６０】
電源２７は、ドライバＡ２５とドライバＢ２６に電力を供給する。振動波モータ１０３（１１０）のモータ軸からは回転出力が取り出される。
【００６１】
図４は、図１、図２における振動波モータの内部構造を示す断面図である。
【００６２】
図４において、振動波モータ１０３（１１０）は、圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）７、振動子（振動体）２、ツバ３、ロータ４（移動体）、バネケース５、加圧バネ６、軸受Ａ８、軸受Ｂ９、シャフト１０、回り止め部材１３を備えている。
【００６３】
振動波モータ１０３（１１０）は、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子に交流電圧を印加し、振動子２を励振させて進行波を発生させることにより、振動子２に加圧接触しているツバ３が回転し、ツバ３が圧入されているロータ４を回転する。
【００６４】
ロータ４の回転は回り止め部材１３に伝達され、回り止め部材１３が圧入されているシャフト１０を回転させる。
【００６５】
ここで、振動子２は、ＳＵＳ材で構成されており、ツバ３と接触する接触面Ｐはチッ化処理されている。ツバ３もＳＵＳ材で構成されており、ツバ３、振動子２の接触面Ｐはそれぞれ研磨加工されている。
【００６６】
このように、金属どうしが加圧接触している振動波モータ１０３（１１０）では、回転直後の保持トルクが、長時間放置されていた場合に比べて非常に高くなるのである。振動波モータによっては、回転直後の保持トルクは１０分程度で半減し、１時間で１／４程度に減少するものもある。
【００６７】
次に、本実施の形態のパンチルトカメラに搭載された振動波モータの上記問題を回避する駆動制御方法について図５乃至図７を参照しながら説明する。
【００６８】
本実施の形態では、エンコーダセンサ１０６（１１３）の出力を監視する監視モードとして監視モード１と監視モード２を設けた。
【００６９】
初めに監視モード１について説明する。また、振動波モータ１０３と振動波モータ１１０は同様な制御を行うため、本実施の形態では、振動波モータ１０３について説明する。
【００７０】
監視モード１はパンチルトカメラ１００の電源（不図示）が使用者によりＯＦＦされた場合のモードである。
【００７１】
図５は、図３の振動波モータの駆動制御系によって実行される、監視モード１における振動波モータの駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００７２】
本処理は、図３における制御部２０の制御の下に実行される。
【００７３】
使用者が電源をＯＦＦしても制御部２０等には電流が流れる構成となっているため、エンコーダセンサ１０６の出力は検出できる状態となっている。使用者がパンチルトカメラ１００の電源をＯＦＦすると監視モード１が開始される（ステップＳ１）。
【００７４】
制御部２０では、不図示のタイマにより振動波モータ１０３が最後に停止した時からの停止時間を計測しており、その停止時間が所定時間以下か否かを判断する（ステップＳ２）。所定時間はＴと設定する。
【００７５】
停止時間が所定時間Ｔ以下の場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、エンコーダセンサ１０６によるエンコーダスケール１０７のスリット部の読み取りに伴い、制御部２０は、速度検出器２８によりエンコーダパルスが検出されたかどうかをチェックする（ステップＳ３）。
【００７６】
停止時間が所定時間Ｔより長い場合（停止時間が所定時間Ｔを超えた場合）（ステップＳ２でＮＯ）、監視モード１を終了させ（ステップＳ６）、完全にＯＦＦ状態にする（ステップＳ８）。即ち監視モード１を終了させ、電力を消費しない状態にする。そして、本処理を終了する。
【００７７】
使用者が手動でカメラ部１０２を回転させなければ、エンコーダパルスが検出されないため（ステップＳ３でＮＯ）、そのまま監視モード１の待機状態となる。
【００７８】
使用者が手動でカメラ部１０２を回転させた場合は、エンコーダパルスが検出されるため（ステップ３でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生させる（ステップＳ４）。
【００７９】
即ち、制御部２０は、振動波モータ１０３の振動子２に定在波を発生させるように、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６を介して圧電素子７に駆動電圧を印加する。
【００８０】
制御部２０は、エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスが続けて発生しているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００８１】
エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスが続けて発生している場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生し続ける。
【００８２】
エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスの入力がなくなれば（ステップ５でＮＯ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３からの定在波に対応したパルス信号の発生を停止させる（ステップＳ７）。
【００８３】
次に、監視モード２について説明する。監視モード１と同様に、振動波モータ１０３と振動波モータ１１０は同様な制御を行うため、本実施の形態では、振動波モータ１０３について説明する。
【００８４】
監視モード２はパンチルトカメラ１００の電源がＯＮ状態でかつ、振動波モータ１０３が停止状態の際の制御モードである。
【００８５】
図６は、図３の振動波モータの駆動制御系によって実行される、監視モード２における振動波モータの駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００８６】
本処理は、図３における制御部２０の制御の下に実行される。
【００８７】
振動波モータ１０３が停止すると監視モード２が開始される（ステップＳ１０）。初めに、制御部２０は、振動波モータ１０３に対して駆動命令が発信されているか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。
【００８８】
駆動命令がある場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、振動波モータ１０３を駆動命令に従い駆動する（ステップＳ１２）。駆動命令の発信がない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、制御部２０では、不図示のタイマにより振動波モータ１０３が最後に停止した時からの停止時間を計測しており、その停止時間が所定時間Ｔ以下か否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００８９】
停止時間が所定時間Ｔ以下の場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、エンコーダセンサ１０６によるエンコーダスケール１０７のスリット部の読み取りに伴い、制御部２０は、速度検出器２８によりエンコーダパルスが検出されたか否かをチェックする（ステップＳ１４）。
【００９０】
使用者が手動でカメラ部１０２を回転させなければ、エンコーダパルスが検出されないため（ステップＳ１４でＮＯ）、そのまま監視モード２を続ける。
【００９１】
使用者が手動でカメラ部１０２を回転させた場合は、エンコーダパルスが検出されるため（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生させる（ステップＳ１５）。
【００９２】
即ち、制御部２０は、振動波モータ１０３の振動子２に対して定在波を発生させるように、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６を介して圧電素子７に駆動電圧を印加する。続いて、制御部２０は、駆動命令が発信されているか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００９３】
駆動命令が発信されている場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御部２０は、定在波の発生を直ちに停止し、同時に、警告信号（不図示）を発信する（ステップＳ１７）。更に駆動命令に従い、振動波モータ１０３を駆動する。駆動後は再び監視モード２の状態となり、ステップＳ１１で駆動命令発信の有無を判断する。
【００９４】
駆動命令が発信されていない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御部２０は、エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスが続けて発生しているか否かを判断する（ステップＳ１８）。
【００９５】
エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスが続けて発生している場合は（ステップＳ１８でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生し続ける。
【００９６】
エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスの入力がなくなれば（ステップ１８でＮＯ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３からの定在波に対応したパルス信号の発生を停止させる（ステップＳ１９）。そして、再び監視モード２の状態となり、ステップＳ１１で駆動命令の有無を判断する。
【００９７】
一方、停止時間が所定時間Ｔより長い場合（ステップＳ１３でＮＯ）、監視モード２を終了させる。即ち、制御部２０は、定在波を発生させないようにする。また、エンコーダセンサ１０６をＯＦＦにし（エンコーダセンサ１０６の動作を停止し）、エンコーダスケール１０７のスリット部の読み取りを行わない状態にする。
【００９８】
図７は、図４の振動波モータに供給される駆動周波数と振動波モータの回転速度及び振動波モータに供給される電流値との関係を示す図である。  
【００９９】
図７において、横軸は振動波モータ１０３に供給される駆動周波数（ｆ）を示し、縦軸が振動波モータ１０３の回転速度（Ｎ）と電流（Ａ）を示す（回転速度は実線、電流値は点線で示す）。
【０１００】
振動波モータ１０３を起動する際の起動周波数ｆｓから左向きの矢印は、駆動電圧周波数を起動周波数ｆｓから徐々に下げていく際の始動時周波数掃引を示す。周波数ｆＭから振動波モータ１０３が動作する最低限の周波数ｆ１までの間が振動波モータ１０３の動作範囲となる。
【０１０１】
上述した図５のステップＳ４及び図６のステップＳ１５で電圧制御発振器２３から発生させる定在波は、電流値が最低となる周波数ｆｔの近傍の周波数を使用する。また、この際、振動波モータ１０３を、通常駆動する場合の電圧よりも少し下げて使用しても良い。
【０１０２】
図８は、図３における駆動パルス発生器から出力される定在波を表すパルス信号を示す図であり、図９は、図３における駆動パルス発生器から出力される進行波を表すパルス信号を示す図である。
【０１０３】
図８において、エンコーダセンサ１０６からエンコーダパルスが出力されると、エンコーダパルスの立ち上がりと同期して、電圧制御発振器２３から定在波を表すパルス信号が駆動パルス発生器２４を介してドライバＡ及びドライバＢに同位相で入力される。
【０１０４】
通常、振動波モータ１０３を回転させるための駆動電圧の波形（進行波）は図９に示すように、ドライバＡ２５とドライバＢ２６で９０°位相がずれている。これに対し、定在波の場合は、振動波モータ１０３を回転させないので、図８に示すように、ドライバＡ２５とドライバＢ２６は同位相となる。
【０１０５】
このように、図４に示した振動子２に定在波を発生させるよう、圧電素子７に駆動電圧を印加すると、振動子２とツバ３は微小に浮遊した状態となり、振動波モータ１０３の保持トルクが格段に低下する。
【０１０６】
尚、振動波モータ１０３の停止後の所定時間Ｔは停止前の駆動状況により変化させても構わない。例えば、停止前の３０分の間に振動波モータ１０３の回転数が非常に少ない場合は通常より短く、逆に、連続的に動いていた場合は長くしても良い。
【０１０７】
また、上述した監視モード１と監視モード２で所定時間Ｔを変えても良い。また、振動波モータ１０３の周辺温度及び湿度により所定時間Ｔを変えても良い。
【０１０８】
更に、所定時間Ｔ経過後（ステップＳ１３でＮＯ）監視モード２は終了するが、その後エンコーダセンサ１０６によるエンコーダパルスの検出だけ行うようにしても良く、その場合は、エンコーダパルスが検出されても定在波の発生を行わない。また、その際に停止していた位置に戻すように振動波モータ１０３を駆動制御しても構わない。
【０１０９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動波モータ１０３を図５、図６のように制御する。
【０１１０】
これにより、振動波モータ１０３が連続的に使用された直後の保持トルクが大きい時、使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させようとした際、軽い操作でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させることができる。そのため、操作性が向上すると共に、ギアの歯飛びや歯面の欠けを防止することが可能となる。
【０１１１】
更に、振動波モータ１０３が停止した後の所定時間経過後は、保持トルクが低下するため、停止時のエンコーダ信号検出を止め、定在波の駆動も行わない。このように制御することにより、手動による振動波モータ１０３の回転の際に常時定在波を発生させる場合と比較して省電力効果が得られる。
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、振動波モータ１０３（１１０）をパンチルトカメラ１００に搭載し、振動波モータ１０３（１１０）によりカメラ部１０２を駆動する場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。振動波モータを他の電子機器に搭載し、振動波モータにより当該電子機器の駆動対象部を駆動する場合にも適用することができる。
【０１１２】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
【０１１３】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１１４】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【０１１５】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１１６】
更に、上述した実施の形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る振動波モータを備えるパンチルトカメラの上方斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る振動波モータを備えるパンチルトカメラの下方斜視図である。
【図３】振動波モータの駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】図１、図２における振動波モータの内部構造を示す断面図である。
【図５】図３の振動波モータの駆動制御系によって実行される、監視モード１における振動波モータの駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図３の振動波モータの駆動制御系によって実行される、監視モード２における振動波モータの駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図４の振動波モータに供給される駆動周波数と振動波モータの回転速度及び振動波モータに供給される電流値との関係を示す図である。
【図８】図３における駆動パルス発生器から出力される定在波を表すパルス信号を示す図である。
【図９】図３における駆動パルス発生器から出力される進行波を表すパルス信号を示す図である。
【図１０】従来例に係る振動波モータの構成例を示す断面図である。
【図１１】振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
２  振動子
４  ロータ
７  圧電素子
２０  制御部
２３  電圧制御発振器
２４  駆動パルス発生器
２５  ドライバＡ
２６  ドライバＢ
１００  パンチルトカメラ
１０２  カメラ部
１０３  チルト駆動用振動波モータ
１０６  チルト部エンコーダセンサ
１０７  チルト部エンコーダスケール
１１０  パン駆動用振動波モータ
１１２  パンギア
１１３  パン部エンコーダセンサ
１１４  パン部エンコーダスケール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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